当全固态电池还在实验室与量产线之间徘徊时,中韩两国科研团队用两项颠覆性技术撕开了产业化裂口——韩国SK On用“会导电的胶水”驯服硅负极膨胀难题,中国科大则以“超柔电解质”让电池告别高压依赖。这场技术竞赛背后,一场关于下一代电池话语权的争夺战正悄然打响。
韩国突围:给硅负极穿上“导电紧身衣”
1月15日,SK On联合延世大学抛出一枚技术炸弹:全球首款专为硅负极设计的导电粘结剂PPMA(电子导电聚合物)问世。这项发表于《自然-通讯》的研究,直击全固态电池的“阿喀琉斯之踵”——硅负极膨胀。
技术解密:
硅负极理论容量是石墨的10倍,但充放电时体积暴涨300%的特性,让传统粘结剂束手无策。SK On团队发现,问题根源在于电极内部电子传输受阻,而非锂离子流动。PPMA的创新之处在于:
双功能设计:同时具备导电性和强粘附力,在硅颗粒间构建稳定电子通道;
低压革命:运行压力降低80%以上,告别传统硫化物电池“高压维持接触”的蛮力模式;
工艺革命:水基工艺替代有毒溶剂,制造成本直降30%,环境友好度飙升。
商业化里程碑:
SK On已在接近量产条件的软包电池中验证PPMA性能:数百次循环后容量零衰减,且成功通过电动汽车严苛的振动、冲击测试。这意味着,硅负极全固态电池首次走出实验室,叩响量产大门。
中国反击:超柔电解质让电池“软着陆”
几乎同时,中国科大马骋教授团队在《自然·通讯》抛出另一枚重磅炸弹:新型锂锆铝氯氧固态电解质,将全固态电池的外部压力需求从“百兆帕级”砍至“5兆帕级”,降幅达95%。
技术突破点:
传统硫化物电解质硬度高如陶瓷,需高压维持电极接触,而科大团队研发的锂锆铝氯氧(1.4Li₂O-0.75ZrCl₄-0.25AlCl₃)堪称“固态电池中的橡皮泥”:
力学奇迹:杨氏模量仅为传统材料的1/4,硬度降低90%,在5兆帕压力下即可与电极“亲密贴合”;
工艺友好:粉末形态适配辊压等现有产线,告别凝胶电解质“易流动、难成型”的痛点;
成本屠夫:原料不含钴、镍等贵金属,成本仅为硫化物电解质的5%,直接砍掉95%材料成本。
实验数据:
搭配92%镍超高镍正极的软包电池,在5兆帕低压下循环数百次容量保持率超95%,离子电导率达2mS/cm(行业门槛为1mS/cm)。这一成果彻底颠覆“全固态电池必须高压运行”的认知。
技术对决:中韩路线图谁更接近量产?
SK On与科大团队的技术突破,折射出全固态电池产业化的两大路径:
1、韩国路线:聚焦材料创新解决硅负极膨胀,通过导电粘结剂实现“低压高稳定”,适合高能量密度乘用车市场;
2、中国路线:从电解质力学性能入手,用超柔材料降低系统复杂度,更适配规模化生产与低成本场景。
商业化时间表:
SK On计划2026年启动PPMA粘结剂中试,2028年搭载于高端电动汽车;
科大团队已与多家电池企业联合开发,预计2027年实现锂锆铝氯氧电解质量产。
值得注意的是,两家技术均避开硫化物电解质对湿度敏感、制造成本高昂的痛点,为全固态电池大规模生产扫清关键障碍。
全球竞赛:谁将定义下一代电池标准?
中韩技术突破的背后,是全固态电池产业化的全球竞速。丰田、QuantumScape等国际巨头虽早有布局,但中韩团队凭借“材料-工艺-成本”全链条创新实现反超:
1、成本优势:科大电解质成本降幅达95%,SK On粘结剂工艺成本降30%,直击产业化命门;
2、应用场景:从高端电动车到储能、消费电子,低压全固态电池有望开启万亿级市场;
3、标准制定权:中韩技术若率先量产,将主导全球全固态电池材料、工艺标准体系。
“这不仅是技术竞赛,更是产业链话语权的争夺。”行业分析师指出,中国在正极材料、设备制造领域的完整布局,与韩国在粘结剂、隔膜技术的积累,正形成“东方技术联盟”对抗欧美传统势力的新格局。
结语
从SK On的“导电胶水”到科大的“超柔电解质”,全固态电池的商业化临界点正在逼近。当中国车企与韩国电池巨头开始技术联姻,当实验室数据转化为产线上的滚滚电池,一个没有续航焦虑、充电焦虑的新能源时代,或许比我们想象中来得更快。这场中韩主导的固态电池革命,终将改写全球能源版图。