LG新能源聯合美國加州大學圣地亞哥分校（以下簡稱UCSD）共同研發的新一代的全固態電池技術攻克了過去只能在60℃以上環境進行充電的難關，實現在室溫下也可以快速充電的技術突破。采用純硅作為負極材料的全固態電池在業內首次實現了在常溫環境[1]下循環壽命500次以上。此次LG新能源的研發突破加快了全固態電池商業化的步伐，其研究成果于9月24日發表在全球最權威的學術期刊之一《科學(Science)》雜志上。

 

       作為下一代電池產品——全固態電池是將電池正極和負極之間的電解質從液態變為固態，相較現在主流的鋰離子電池具備更高能量密度、更高安全性的優勢，可廣泛應用在新能源汽車、儲能領域。之前的全固態電池為了提高能量密度使用鋰金屬作為負極，但由于對溫度敏感，只能在60℃以上的高溫環境中充電，并且存在充電速度緩慢的技術瓶頸。為了突破這一難題，LG新能源研發團隊去除了全固態電池負極中的導電材料和膠粘劑，采用了5um（微米）左右顆粒大小的“微硅負極材料”。

 

       硅負極材料的容量是石墨負極材料的10倍，被視為是提高電池能量密度的必需材料，但由于充放電過程中硅的體積膨脹變化大，循環穩定性較差，具有非常大的實際應用難度。在過往研究中，為控制硅負極材料體積的膨脹，一般采用100nm（納米，即0.1微米）以下顆粒大小的納米硅。而LG新能源使用的微硅負極材料比納米硅負極材料成本更低，使用起來也更方便。

 

       特別是這種微硅負極全固態電池在充放電500次以上后，容量保持率能保證在80%以上，同時與目前商用量產的鋰離子電池相比，能量密度可提高約40%。這一研究成果加速了全固態電池的商業化進程。