Imec 分拆融資 1000 萬歐元用于開發(fā)固態(tài)電池
加速向交通系統(tǒng)完全電氣化的過渡需要創(chuàng)新來應對當今在里程、性能和安全方面的挑戰(zhàn)。經過十年研究以提高固態(tài)電池的性能,Imec 宣布已投資新創(chuàng)建的衍生產品 SOLiTHOR。
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池又被科學家們形象地稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負兩極,中間為電解質(液態(tài))。而鋰離子就像優(yōu)秀的運動員,在搖椅的兩端來回奔跑,在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中,電池的充放電過程便完成了。
固態(tài)電池的原理與之相同,只不過其電解質為固態(tài),具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導更大的電流,進而提升電池容量。因此,同樣的電量,固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此,固態(tài)電池中由于沒有電解液,封存將會變得更加容易,在汽車等大型設備上使用時,也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等,不僅節(jié)約了成本,還能有效減輕重量。
優(yōu)勢一
輕——能量密度高。使用了全固態(tài)電解質后,鋰離子電池的適用材料體系也會發(fā)生改變,其中核心的一點就是可以不必使用嵌鋰的石墨負極,而是直接使用金屬鋰來做負極,這樣可以明顯減輕負極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。
優(yōu)勢二
薄——體積小。傳統(tǒng)鋰離子電池中,需要使用隔膜和電解液,它們加起來占據了電池中近40%的體積和25%的質量。而如果把它們用固態(tài)電解質取代(主要有有機和無機陶瓷材料兩個體系),正負極之間的距離(傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充,現在由固態(tài)電解質填充)可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米,這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術是電池小型化,薄膜化的必經之路。
優(yōu)勢三
柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米級以下后經常是可以彎曲的,材料會變得有柔性。相應的,全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高,通過使用適當的封裝材料(不能是剛性的外殼),制成的電池可以經受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。
優(yōu)勢四
更安全。傳統(tǒng)鋰電池可能發(fā)生以下危險:(1) 在大電流下工作有可能出現鋰枝晶,從而刺破隔膜導致短路破壞 (2)電解液為有機液體,在高溫下發(fā)生副反應、氧化分解、產生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。采用全固態(tài)電池技術,以上兩點問題就可以直接得到解決。
總部位于比利時 Genk 的 SOLiTHOR 在 Imec.xpand 的種子輪投資中籌集了 1000 萬歐元,參與方包括 LRM、Nuhma 和 FPIM。
Yole Développement電力電子與電池首席分析師Milan Rosina和電力電子與材料技術與市場分析師Shalu Agarwal解釋說:“在固態(tài)電池中顧名思義,易燃液體電解質被固態(tài)電解質取代,從而提高了安全性并增強了電池特性。固態(tài)電池的開發(fā)旨在打造具有更高能量密度、快速充電能力、更低成本和更高安全性的下一代電池?!?
展望未來,Yole 分析師表示,“固態(tài)電池被認為是下一代電池系統(tǒng)的終極電池技術。EV/HEV 制造商及其合作伙伴的密集開發(fā)工作將導致固態(tài)電池在 2025 年至 2030 年期間逐漸成為“優(yōu)質”電池。經過進一步優(yōu)化和規(guī)?;a,固態(tài)電池將向其他應用領域擴展,但其高附加值仍將主要集中在電動汽車應用領域?!?
SOLiTHOR 于 2021 年 9 月由 Huw Hampson-Jones 和 Fanny Bardé 從 Imec 分拆出來,自 2022 年初開始全面運營。與 Imec 的合作協(xié)議允許 SOLiTHOR 獨自負責本安型固態(tài)硬盤的開發(fā)、制造和營銷用于電動汽車市場的鋰電池技術。
SOLiTHOR 還是歐洲能源研發(fā)創(chuàng)新中心 EnergyVille 的合作伙伴,該中心旨在開發(fā)技術和知識,以支持公共和私人利益相關者向節(jié)能、脫碳和可持續(xù)的城市環(huán)境過渡。EnergyVille 是比利時研究合作伙伴 KU Leuven、VITO、Imec 和 UHasselt 之間的合作。
SOLiTHOR 的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Huw Hampson-Jones 在一份聲明中表示,SOLiTHOR 的技術基于 EnergyVille 實驗室開發(fā)并獲得 Imec 專利的納米固體復合電解質和鋰納米陽極。“這項革命性技術將提高能量密度、充電速度,至關重要的是,提高安全性,并且比其他固態(tài)電池更容易制造?!?
這家初創(chuàng)公司在其網站上聲稱,固體電解質和納米陽極的結合將使車輛“每次充電的里程更長,續(xù)航里程超過 600 公里,充電速度更快但更安全”。