全固态电池关键技术频突破,宁波科研成果闪耀
全固态电池研发领域再度传来好消息,宁波在这一关键技术上持续取得新进展。

近日,宁波东方理工大学讲席教授、中国工程院外籍院士孙学良团队与合作者开发出一种新型超离子导体,为高性能全固态电池的实现提供了新的技术路径,该成果登上了国际学术期刊《Science》。
固态电解质材料作为全固态电池的核心材料之一,是当前研究的热点。离子电导率是固态电解质的关键性能,此外,其与正/负极材料之间的界面相容性也十分重要。
孙学良院士团队长期致力于卤化物材料在全固态电池中的应用研究,开发出了一系列具有高离子导、高稳定性的卤化物固态电解质材料。团队认为,此次成果为实现高性能全固态电池,特别是在极端环境下具备优异循环稳定性和倍率性能,提供了新途径,有望加速全固态电池从实验室走向实际应用。
近年来,该团队在全固态电池研发方面成果不断。今年6月,国际学术期刊《Nature》发表了他们的另一项重要科研成果:一种低成本铁基卤化物材料,集正极活性材料、电解质和导电剂功能于一身,还展现出电极层面的“自修复”能力。行业专家认为,这项工作有望解决全固态电池在能量密度、循环寿命和成本方面的关键瓶颈。
全固态锂电池被视为下一代储能技术的重要发展方向,在能量密度和安全性方面远超现有锂离子电池。然而,技术路线选择、生产成本与性能双重提升等问题,仍是其产业化落地的阻碍。
在这条充满挑战的道路上,宁波的科研机构和企业成为重要力量,他们凭借一个个原创性成果,不断突破难题,推动全固态电池发展。
几天前,中国科学院物理研究所研究员黄学杰团队联合华中科技大学张恒教授、中国科学院宁波材料所姚霞银研究员等组成的研究团队,开发出一种阴离子调控技术,解决了全固态金属锂电池中电解质和锂电极之间难以紧密接触的难题,为其走向实用化提供了关键技术支撑。相关研究成果于7日发表在国际学术期刊《自然 - 可持续发展》上,并获新华社报道点赞。
经测试,基于该技术制备的原型电池经历数百次循环充放电后,性能依然稳定,远超现有同类电池水平。这意味着新设计不仅制造简单、用料节省,还能让电池更耐用,未来有望为人形机器人、电动航空、电动汽车等领域提供更安全高效的能源解决方案。美国马里兰大学教授、固态电池专家王春生评价称,该研究解决了制约全固态电池商业化的关键瓶颈问题,为实现其实用化迈出了决定性一步。
全固态电池科研成果集中涌现,频频取得重要突破,这与宁波坚持以科技创新塑造发展新优势,持续建设高能级平台、聚集高能级人才、激发企业创新活力等举措密切相关。
中国科学院宁波材料所早在十几年前就布局了全固态电池科研方向。官网资料显示,该所氢能与储能材料技术实验室“致力于先进燃料电池与全固态电池关键材料研发”,已建设吨级硫化物固体电解质生产线,完成百千瓦级电解海水制氢设备的示范运行,实现大功率固体氧化物燃料电池热电联供关键技术突破和系统示范。

该实验室副主任、固态二次电池团队负责人姚霞银2009年博士毕业后投身电池研究领域,长期从事全固态二次电池关键材料、技术与器件研究。她回忆,2011年全固态电池研究在国内尚属起步阶段,是相对冷门的课题。如今,她与合作者在Nature Sustainability、Advanced Materials等期刊上发表论文240余篇,被引用13000余次,申请专利90余项。
宁波东方理工大学是宁波乃至全国全固态电池研发的重要科研单位,孙学良院士领衔的全省全固态动力电池技术与应用重点实验室是研发核心力量。目前,该实验室已汇聚3名院士、5名国家级人才及4名省级人才,团队总人数逾100名,还配备了全球领先的科研条件,拥有3562平方米专用研发空间、价值超3000万元的尖端设备集群。
孙学良院士与团队讨论研发成果。
孙学良表示,实验室聚焦国家能源安全和我省产业发展重大需求,面向动力电池、低空经济、人形机器人、储能等应用场景,专注于全固态电池核心技术瓶颈与应用基础研究。
除了宁波东方理工大学、中国科学院宁波材料所,宁波大学、国家石墨烯创新中心等高校院所也在积极布局固态电池研究,推进固态电池及固体电解质材料的基础研究工作。市经信局相关负责人表示,目前宁波在全固态电池领域已形成了由高校、科研院所、企业构成的技术创新体系。
企业作为创新主体和产业化的关键力量,在全固态电池这条赛道上也各显神通。广科新材料面向全固态电池的纳米硅合金负极材料出货量已突破100公斤;柔创纳米通过材料纳米化,其生产的隔膜已与国内头部企业在聚合物、氧化物两个固态电池领域开展联合开发;容百科技正积极布局、开发下一代全固态电池干式电极用的单晶、多晶三元正极材料;宁波长阳科技的固态电解质复合膜去年基本开发完成,并实现小批量供货。
目前,宁波电池相关代表性企业超50家,涵盖固态电池产业链的电池制造、正负极材料、电解质、隔膜、BMS/EMS和生产设备全产业链。
宁波市工业和数字经济研究院副院长魏巍认为,宁波在全固态电池领域有较强的研发实力和良好的产业化基础。下一步应持续支持科研院所及企业加大研发投入,巩固先发优势,整合产业链上下游创新资源,布局中试平台,加速固态电池前沿技术成果转化和产业化,将创新优势转化为发展胜势。
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