9 月 22 日消息,上海交通大学郭云龙团队联合宁德时代团队,在国际顶刊《自然・通讯》发布重要研究,创新提出
添加剂辅助准干法工艺
,为硫化物基全固态电池的规模化量产打通关键制造瓶颈。
当前硫化物固态电解质最大痛点之一,就是传统湿法溶剂极易腐蚀电解质粉体;常规干法又很难兼顾粘结剂分散、薄膜柔韧性、膜片致密化三大矛盾,要么膜片脆裂无法做大,要么压实后离子传导能力大幅衰减,长期停留在实验室小样品阶段,难以放大生产。
本次研究巧妙选用源自松节油的天然有机小分子
α‑蒎烯
作为工艺助剂。在制膜过程中,α‑蒎烯兼具润滑、应力消散、助分散三重作用:帮助粘结剂均匀分散,提升薄膜柔韧度,同时促进粉体致密压实;后续热处理阶段助剂可脱除,不会残留干扰离子传导。依托这套工艺,成功制备出
28 微米厚大面积自支撑固态电解质膜
,并且保留原始粉体 80% 以上的离子电导率,兼顾薄厚度、高离子传导、可自支撑、适合大面积卷对卷制备的特点,电解质膜不用依赖基底载体,更贴合产线需求。
制造路线利好,大幅降低量产门槛
准干法避开传统湿法有害溶剂,减少硫化物电解质被溶剂侵蚀失效的风险;相比纯干法,解决干膜易开裂、孔隙多、致密性差的老难题。工艺兼容性强,电解质膜、电极片都可适配,现有锂电产线改造成本更低,缩短从实验室走向中试、量产的周期。α‑蒎烯属于天然来源物料,原料易得、成本可控、环境友好,具备工业化落地的经济性基础。
性能端打开能量密度提升空间
更薄、致密、高电导的自支撑电解质膜,能减少电池内部非活性材料占比,提升电芯体积能量密度,向长续航固态电池目标靠近;膜片力学韧性提升,也有利于改善电芯在装配、循环过程中的界面接触,降低界面阻抗,对循环稳定性形成支撑。
产学研协同,国产固态电池技术积累提速
高校基础机理研究 + 龙头企业工程化能力联合攻关,打通 “基础材料工艺 — 放大制备” 链条,证明国内在硫化物固态电池制造工艺上,已经产出可登顶刊、具备产业化潜力的原创方案,强化我国下一代动力电池技术储备。
短期看,这属于
工艺层面的重大技术进展,并非已经量产落地
,成果目前仍是实验室验证,后续还需要中试放大、长循环电芯验证、良率爬坡、产线适配等一系列工程化验证。但它解决了长期卡住硫化物固态电池放大制造的核心卡点之一,填补了薄型自支撑固态电解质膜规模化制备的方案空白,给全固态电池产业化提供一条新的可行路线。
中长期来看,如果该工艺后续顺利完成工程转化,将推动硫化物固态电池成本下行、良率提升,加速固态电池从概念走向装车应用;带动上游固态电解质粉体、新型助剂、干法制膜设备等产业链协同发展,在下一代动力电池赛道巩固本土产业优势。对于新能源车、大型储能、高安全特种电源等领域,长期有望带来更高能量密度、更高安全性的电池方案,助力能源转型与双碳目标落地。
风险提示:科研成果到商业化量产存在较长周期,工艺放大、电芯一致性、长期可靠性等仍存不确定性,相关技术进展不直接等同于产品落地。