摘要:固态电池是锂电池理论上高能量密度+高安全性能的最佳体系,新能源汽车领域将成为固态电池的核心增量市场。随着锂电池应用的不断增长,回收和再利用是实现可持续电池经济的关键一步。
固态电池是锂电池理论上高能量密度+高安全性能的最佳体系,新能源汽车领域将成为固态电池的核心增量市场。随着锂电池应用的不断增长,回收和再利用是实现可持续电池经济的关键一步。
一、科研突破
中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家研究中心王春阳研究员领导的国际合作团队利用原位透射电镜技术在纳米尺度揭示了固态电解质中的软短路-硬短路转变机制及其背后的析锂动力学。该研究通过阐明固态电解质的软短路—硬短路转变机制及其与析锂动力学的内在关联,为固态电解质的纳米尺度失效机理提供了全新认知,为新型固态电解质的开发提供了理论依据。相关研究成果以Nanoscale Origin of the Soft-to-Hard Short-Circuit Transition in Inorganic Solid-State Electrolytes为题,2025年5月19日发表在《美国化学会志》(JACS)上。
清华大学环境学院李金惠教授团队提出基于“最小熵增原理”的湿法冶金回收策略,同步突破了锂、镍、钴、锰等关键金属回收率低与回收速率慢的限制。研究团队发现,在废锂电池正极材料与电池内部的铝箔载流体之间可以形成微原电池系统,可以让废锂电池“自我拆解”,能够在不破坏电池原有结构的情况下,显著降低回收过程的熵增。与传统方法相比,该技术使锂的回收率超过99%,过渡金属的回收率超过90%,同时将电子还原效率提升了约25倍,溶解速率提高了约30倍。相关成果于2025年3月11日在《自然·通讯》上发表。
中国科学技术大学陈维教授课题组首次提出一种基于电化学原理的绿色可持续废弃物回收管理策略,能够同时实现废旧锂离子电池正极材料中的锂资源回收和工业尾气中氮氧化物污染物的捕获和转化。该方法利用尾气中二氧化氮的电化学还原电位与废旧电池正极材料的电化学氧化电位差,不仅成功回收废旧电池正极材料中的锂资源,还将二氧化氮转化为高价值的硝酸锂盐。与此同时,这一过程还能实现大量的能量输出,为锂回收与污染物治理提供了一种高效、环保且具有经济价值的全新解决方案。相关研究成果于2025年1月27日发表在《自然·可持续发展》。
北京大学材料科学与工程学院庞全全团队开发了一种新型玻璃相硫化物固态电解质材料,并采用该材料研制出具有优异快充性能和超长循环寿命的全固态锂硫电池。该研究展示了一种由碘化硫代硼磷酸锂(LBPSI)玻璃相固体电解质(GSEs)实现的快速SSSRR。基于I-和I2/I3-之间的可逆氧化还原,固体电解质除了充当超离子导体,还充当表面氧化还原介体,促进固-固两相边界的缓慢反应,从而大幅增加活性位点的密度。通过这种机制,ASSLSB表现出超快充电能力以及优异的循环稳定性。相关研究成果于2025年1月16日发表在《自然》。
二、产业应用加速
全球车企正加速推进固态电池产业化进程。2025年6月4日,据DT新材料微信公众号报道,梅赛德斯-奔驰全新固态电池技术已在量产车型开展测试,能量密度高达450Wh/kg,满电续航超过1000公里。该电池由奔驰、英国AMG和美国Factorial Energy联合开发,采用Factorial的FEST准固态技术,后续升级为更先进的Solstice全固态电池,能量密度达450Wh/kg,预计续航提升80%。奔驰计划2030年前实现该电池的大规模量产。上汽集团宣布,公司研发的全固态电池将于2026年实现量产。该全固态电池能量密度超过400Wh/kg,超过传统动力电池一倍以上;该电池的体积能量密度超过820Wh/L,电池容量能够超过75Ah。长安汽车披露了其固态电池发展规划,预计2026年实现固态电池装车验证,2027年推进全固态电池逐步量产,能量密度达400Wh/kg。
化工企业加速电池材料布局。六国化工与万华化学合作,加码投资电池级精制磷酸。5月26日,六国化工公告,拟通过定增募资不超过8亿元,用于投建28万吨/年电池级精制磷酸项目,总投资11.94亿元。同月,巴斯夫与硅碳材料领军企业Group14联合宣布,双方共同开发出一款即插即用的高性能硅基锂电池解决方案。该解决方案基于巴斯夫的最新产品Licity®2698 X F粘结剂和Group14的旗舰硅材料SCC55®,大幅提高了以硅为主阳极的电池性能,成功实现了更快的充电速度、更高的能量密度,并具有极强的耐用性。在标准室温条件下,测试电池通常可超过1000次循环,剩余80%的容量。在113℉(45℃)的温度下,这些电池仍可实现超过500次循环,同时提供几乎4倍于传统石墨阳极的容量。
来源:云贵高原生活指南