固态电池期刊发表论文

电动车要能够普及，电池是一大关键。从近 10 年来电动车续航力发展来看，电池技术的确在进步当中，只是速度仍嫌缓慢。不过 Samsung 三星电子在 Nature 期刊上所发表的一份固态电池新技术研究，很可能促成电池发展的一大跃进，并且带动电动车普及化发展。

其实不少集团手上都掌握有新电池技术，但目前多在实验或研发阶段，距离商业运用还有很远的距离，因此许多能量密度与充电速度看起来十分理想的技术，仍无法出现在量产车款上。目前电动车电池主流仍为使用许久，稳定度与性能表现相对理想的锂电池。2018 年 IBM Research-Almaden 创新实验室据称开发出不依靠镍、铬等重金属的新电池技术，不仅降低成本且更环保，同时能量密度与充电速度皆大幅提升。这就是一个才从实验室诞生，还没办法来到现实世界的最佳例子。

而由 Samsung 研发的固态电池技术就显得实际许多，电池阳极常用锂金属为材料，这在固态电池里会出现容易产生树枝状结晶的问题。研究团队发现将锂金属换成银碳复合材料层，不仅能够提升电池安全性，也可以让能量密度增加至 900Wh/L，同时还能延长使用循环次数。

这种袋式结构能够让电动车电池在具备 800 公里续航力的同时，保有 1,000 次的充放电循环次数，也就是一组电池就能提供 80 万公里的使用寿命。除此之外，固态电池还有充电速度更快、能量密度更高的优势。

但就像前面提到的状况，这项固态电池新技术开发出来的时间尚短，想要达到量产商用化的水平，恐怕还得至少数年功夫。即使如此，和其他更具革命性的电池技术相比，这样的进度已经十分快速了。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

车东西3月11日消息，近日，三星高级技术研究院（SAIT）和日本三星研发中心（SRJ）的研究人员在权威期刊《自然·能源》上发表文章，文章称，如果采用银-碳复合材料作为固态电池的阳极，固态电池将拥有更长的寿命、更高的能量密度和更高的安全性。三星研究人员表示，这种固态电池如果用于电动汽车，单次充电续航可以达到800公里，并且可以循环1000次。

▲三星研究人员在《自然·能源》期刊上发表的论文

由于目前固态电池使用的阳极大多含有锂金属，电池内部的锂会随着电池不断老化出现树状晶体，从而影响电池的寿命，甚至出现安全隐患。而银、碳两种物质比较稳定，因此使用寿命较长。不过，这项技术目前仅在实验室中得到验证，真正实现量产还有很长的路要走。

一、三星研发银-碳固态电池正极复合材料 能量密度达900Wh/L

近日，位于英国伦敦的三星高级技术研究院（SAIT）和日本三星研发中心（SRJ）的研究人员在权威期刊《自然·能源》上发表了一篇文章，文章题目是《High-energy long-cycling all-solid-state lithium metal batteries enabled by silver–carbon composite anodes》。

▲论文主要作者。从左至右：SRJ首席工程师Yuichi Aihara、SAIT首席研究员Yong-Gun Lee、SAIT负责人Dongmin Im

文章指出，如果软包固态电池的阳极采用银-碳复合材料制成，电池的寿命、能量密度、安全性都将会大幅提升。

三星的研究人员采用一层厚度为5微米的银-碳复合材料作为软包电池的阳极，就能有效防止锂离子电池老化出现树状晶体的问题。同时，电池的能量密度也提升至900Wh/L。相同电池容量下，采用银-碳阳极的电池比传统锂离子电池的体积小50%。

如果这一技术用于电动汽车，可以使纯电动车的续航能力达到800公里，电池循环次数也可以达到1000次。也就是说，电池的寿命可达到80万公里。

三星高级技术研究院电池实验室负责人Dongmin Im表示：“三星的这一研究可用于未来制造更加安全、更高性能的动力电池。”

二、传统阳极老化产生树状晶体 银-碳复合材料可完美解决

生活中常见的锂离子电池当中，都含有电解质成分，不同电解质在常温下有液体和固体两种状态，固态电池的电解质为固体，具有能量密度高、安全性高的优势。

不过，在充电过程中，含有金属锂的阳极容易产生沉积，这些沉积物在显微镜下观察呈树状，这些树状晶体就会慢慢覆盖电池的阳极表面，导致电池阳极无法充分利用，对电池寿命造成影响。

▲显微镜下电池阳极的树桩晶体

如果阳极中树状晶体持续增长，数量变多，可能侵蚀阳极和阴极之间的隔膜，对电池的是安全性将造成影响。

也就是说，目前固态电池中采用含有锂金属的阳极材料，电池的寿命和安全性在一定程度上都有所降低。

三星研究员采用银-碳复合材料制成固态电池阳极，由于银、碳两种元素都比较稳定，性状难以改变，这样一来就能解决产生树状晶体的问题。

结语：三星固态电池新技术离上市还有一定距离

三星作为全球消费电子类产品数一数二的“大厂”，研发能力自然也非常强大。此次三星试制的固态电池在能量密度上得到巨大提升，用于制造固态电池或将帮助电动车打一场“翻身仗”。

不过，由于这项技术目前还在实验阶段，距离真正上市还有一定距离，在全球各大电池厂商努力研发电池新技术的今天，相信还将有更多新电池技术走进人们的生活。

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