加速向交通系統(tǒng)完全電氣化的過渡需要?jiǎng)?chuàng)新來應(yīng)對(duì)當(dāng)今在里程、性能和安全方面的挑戰(zhàn)。經(jīng)過十年研究以提高固態(tài)電池的性能，Imec 宣布已投資新創(chuàng)建的衍生產(chǎn)品 SOLiTHOR。

傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池又被科學(xué)家們形象地稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為電解質(zhì)(液態(tài))。而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員，在搖椅的兩端來回奔跑，在鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)過程中，電池的充放電過程便完成了。

固態(tài)電池的原理與之相同，只不過其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。因此，同樣的電量，固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此，固態(tài)電池中由于沒有電解液，封存將會(huì)變得更加容易，在汽車等大型設(shè)備上使用時(shí)，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節(jié)約了成本，還能有效減輕重量。

優(yōu)勢(shì)一

輕——能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變，其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極，這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。

優(yōu)勢(shì)二

薄——體積小。傳統(tǒng)鋰離子電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代(主要有有機(jī)和無機(jī)陶瓷材料兩個(gè)體系)，正負(fù)極之間的距離(傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充，現(xiàn)在由固態(tài)電解質(zhì)填充)可以縮短到甚至只有幾到十幾個(gè)微米，這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。

優(yōu)勢(shì)三

柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米級(jí)以下后經(jīng)常是可以彎曲的，材料會(huì)變得有柔性。相應(yīng)的，全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會(huì)有明顯的提高，通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料(不能是剛性的外殼)，制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。

優(yōu)勢(shì)四

更安全。傳統(tǒng)鋰電池可能發(fā)生以下危險(xiǎn)：(1) 在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞 (2)電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會(huì)加劇。采用全固態(tài)電池技術(shù)，以上兩點(diǎn)問題就可以直接得到解決。

總部位于比利時(shí) Genk 的 SOLiTHOR 在 Imec.xpand 的種子輪投資中籌集了 1000 萬歐元，參與方包括 LRM、Nuhma 和 FPIM。

Yole Développement電力電子與電池首席分析師Milan Rosina和電力電子與材料技術(shù)與市場(chǎng)分析師Shalu Agarwal解釋說：“在固態(tài)電池中顧名思義，易燃液體電解質(zhì)被固態(tài)電解質(zhì)取代，從而提高了安全性并增強(qiáng)了電池特性。固態(tài)電池的開發(fā)旨在打造具有更高能量密度、快速充電能力、更低成本和更高安全性的下一代電池。”

展望未來，Yole 分析師表示，“固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代電池系統(tǒng)的終極電池技術(shù)。EV/HEV 制造商及其合作伙伴的密集開發(fā)工作將導(dǎo)致固態(tài)電池在 2025 年至 2030 年期間逐漸成為“優(yōu)質(zhì)”電池。經(jīng)過進(jìn)一步優(yōu)化和規(guī)?；a(chǎn)，固態(tài)電池將向其他應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展，但其高附加值仍將主要集中在電動(dòng)汽車應(yīng)用領(lǐng)域?！?

SOLiTHOR 于 2021 年 9 月由 Huw Hampson-Jones 和 Fanny Bardé 從 Imec 分拆出來，自 2022 年初開始全面運(yùn)營(yíng)。與 Imec 的合作協(xié)議允許 SOLiTHOR 獨(dú)自負(fù)責(zé)本安型固態(tài)硬盤的開發(fā)、制造和營(yíng)銷用于電動(dòng)汽車市場(chǎng)的鋰電池技術(shù)。

SOLiTHOR 還是歐洲能源研發(fā)創(chuàng)新中心 EnergyVille 的合作伙伴，該中心旨在開發(fā)技術(shù)和知識(shí)，以支持公共和私人利益相關(guān)者向節(jié)能、脫碳和可持續(xù)的城市環(huán)境過渡。EnergyVille 是比利時(shí)研究合作伙伴 KU Leuven、VITO、Imec 和 UHasselt 之間的合作。

SOLiTHOR 的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Huw Hampson-Jones 在一份聲明中表示，SOLiTHOR 的技術(shù)基于 EnergyVille 實(shí)驗(yàn)室開發(fā)并獲得 Imec 專利的納米固體復(fù)合電解質(zhì)和鋰納米陽極。“這項(xiàng)革命性技術(shù)將提高能量密度、充電速度，至關(guān)重要的是，提高安全性，并且比其他固態(tài)電池更容易制造。”

這家初創(chuàng)公司在其網(wǎng)站上聲稱，固體電解質(zhì)和納米陽極的結(jié)合將使車輛“每次充電的里程更長(zhǎng)，續(xù)航里程超過 600 公里，充電速度更快但更安全”。