锂电池技术新突破！英国利物浦大学团队开发高性能固态材料，取代液体电解质

瞻观前沿

目前，电动汽车和许多电子设备都需要使用可充电锂电池供电。然而，锂离子电池在安全性方面存在短板，其液体电解质是最核心的问题所在。因此，开发一种能够提高锂电池安全性和能量密度的固体电解质材料具有重要意义。

近日，利物浦大学科研团队开发出一种能够快速传导锂离子的固体电解质材料，这种材料具有足够高的锂离子电导率，可以取代目前锂离子电池技术中的液体电解质，从而提高锂电池的安全性和能量密度。

利物浦大学的科研团队由化学系、材料创新工厂、勒沃胡姆功能材料设计研究中心、斯蒂芬森可再生能源研究所、阿尔伯特·克鲁中心和工程学院组成，他们共同开发了这种适合作为电解质的固体材料。这种材料由无毒且高丰度的元素组成，室温下锂离子电导率高达1.01(4) × 10 -2西门子/厘米，同时还具有低电子电导率和与锂金属阳极的兼容性，是目前极少数可以取代液体电解质的固体材料之一。日前，相关研究成果发表在《科学》上。

利物浦大学化学系教授Matt Rosseinsky介绍说，由于新材料结构特殊，它能以不同于液体电解质的方式工作，性能比那些只能为离子提供狭窄空间的固体更优异，其结构改变了以前对高性能固态电解质的理解。

该研究使用了创新性设计方法，为其他依赖离子在固体中快速传输的高性能材料提供了一条新途径。科研团队在实验室中合成了这种材料，确定其原子排列结构，并揭示了锂离子传输机制。这些研究成果为未来锂电池技术的发展提供了重要的参考，有望为电动汽车和电子设备的发展带来新的突破。

（图片来源：摄图网）

技术价值观察

动力锂电池是以锂离子电池为材料的一种高能量密度的、能够储存电能并可再充电的、为汽车或电动工具供应动力的装置。

动力锂电池产业链上游为锂资源、钴资源和镍资源等矿产资源供应及正极材料、负极材料、电解液和隔膜等电池材料供应。中游为动力锂电池制造，包括加工、封装、组装等流程。下游为应用市场，动力锂电池应用领域主要包括电动汽车、电动两轮车、电动船舶、无人机等。

英国利物浦大学科研团队开发出一种能快速传导锂离子的固体电解质材料，从而提高锂电池的安全性和能量密度。该技术处于产业链的上游环节。

宏观市场观察

——中国厂商全球竞争力持续增强

2019年以来，中国厂商在全球市场上的影响力持续扩大，中国主要厂商在全球市场上市场份额占比整体呈上涨趋势，压缩韩国和日本厂商份额。2023年1-11月全球动力电池装机量TOP10公司中，中国公司依然占据6席，分别为宁德时代、比亚迪、中创新航、国轩高科、亿纬锂能、孚能科技，6家公司合计市占率达63.7%。

2023年中国动力锂电池价格持续下跌

根据ICC披露的数据，2023年以来我国动力锂电池电芯价格持续下降。方形动力电芯(磷酸铁锂)价格从2023年1月的0.82元/Wh下跌至2023年12月的0.43元/Wh，降幅超47%;方形动力电芯(三元)价格从2023年1月的0.92元/Wh下跌至2023年12月的0.52元/Wh，降幅超43%。

需求：中国动力锂电池销量及装车量持续上涨

2018-2022年，中国动力锂电池销量整体呈上涨趋势，受新能源汽车产销大幅上涨及动力锂电池出口增加带动，2021年、2022年，中国动力锂电池销量大幅上涨。2022年，我国动力锂电池销量达到465.5GWh，同比上涨150.3%。2023年1-11月，我国动力电池累计销量为554.1GWh，累计同比增长35.1%;

装车量方面，根据中国汽车动力电池产业创新联盟披露的信息，2018-2022年，中国动力锂电池装车量整体呈上涨趋势，受新能源汽车产销大幅上涨带动，2021年、2022年，中国动力锂电池装车量大幅上涨。2022年，我国动力锂电池装车量达到294.6GWh，同比上涨90.7%。2023年1-11月，我国动力电池累计装车量339.7GWh，累计同比增长31.4%。

中国动力锂电池技术赛道热力图

根据产业热力图显示，目前动力锂电池关键技术强相关的城市集群主要集中在华东地区，尤其是浙江省成为重点发展区域。这些城市群已投入大量政策、资金、环境和人才资源用于动力锂电池研发，成为潜在的动力锂电池技术发展中心。根据热力图的分布华东地区有极大的可能性成为动力锂电池的技术的先导区域。重点关注浙江省宁波市鄞州区、江西省上饶市广信区、江西省上饶市广丰区等地的相关企业，以及这些地方对动力锂电池产业发展的投资环境和潜力市场。

经济学人APP资讯组

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标签： 锂电池 动力 电解质 随笔