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三星SNE电池日展示其固态电池技术

发布时间:8/1/2024


7月28日,三星在首尔举办的SNE电池日展会上展示了最新的固态电池技术,其表示已将首批固态电池交付给电动汽车制造商,并进行了约六个月的测试。

                               

三星 SDI 副总裁表示,汽车制造商对固态电池的兴趣浓厚,因为它们比目前的电动汽车电池更小、更轻、更安全。不过他也承认,固态电池的生产成本较高,因此初期将主要应用于高端豪华电动汽车,续航超过 600 英里(约 965.61 公里)。

三星的这款全固态电池可实现900Wh/L的能量密度,相当于450Wh/kg,比目前三星SDI量产的高性能棱镜电池P5高40%。

其固态电池技术采用了高导电性的硫化物电解质,并且通过优化电池结构和材料配方,实现了较高的能量密度和较长的循环寿命。此前,三星高等研究院与三星日本研究中心在《自然-能源》(Nature Energy)杂志上发布了一篇题为《通过银碳负极实现高能量密度长续航全固态锂电池》的论文,展示了一种能够有效解决固态电池量产中锂枝晶与充放电效率问题的解决方案。三星是通过引入银碳复合负极、不锈钢(SUS)集电器、辉石型硫化物电解质以及特殊材料涂层,解决了固态电池量产面临的三大核心问题:锂枝晶生长、低库伦效率(充放电效率)与界面副反应。

三星采用的银碳复合材料层位于硫化物固态电解质与负极材料之间,它有助于锂离子更均匀地沉积在负极上,减少了锂枝晶的形成可能性。此外,使用不含锂的不锈钢(SUS)作为负极材料,可以抑制锂枝晶的形成。辉石型硫化物固态电解质拥有更高的锂离子迁移数,不易使锂离子沉积在电解质中,从而抑制锂枝晶的形成。

在解决界面阻抗高引起的库伦效率问题以及固态电解质与正负极产生副反应的问题方面,三星采取了特殊涂料的方法。通过在正极NCM材料外涂覆一层5nm厚的LZO(Li2O-ZrO2)涂层,不仅改善了正极与电解质之间的阻抗性能,而且阻断了正极材料与硫化物固态电解质之间的副反应,提高了电池的库伦效率。

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