三星纯固态EV原型电池进一步完善设计

三星技术研究院（SAIT）与日本三星研发研究院（SRJ）的研究人员，已经设计了一种高性能、长续航的纯固态 EV 原型电池。其采用了更安全的袋式封装设计，体积较常规锂离子电池小 50%，可在实现 500 英里续航里程的情况下，实现 1000 次以上的循环充电。

截图（来自：Samsung）

固态电池被视为电动汽车（EV）的一个重要突破，有望奠定未来几十年的发展方向，在汽车、飞行器、设备、家庭供电等方面发挥重要的作用。

当前锂离子的一大短板，就是使用了液态的电解质。每次充放电过程，锂离子都会在正负极之间来回浮动，而固态电池则使用凝结的固态电解质来传递电荷。

消除液态电解质，不仅可以增大电池的体积能量密度、让结构变得更加紧凑，还可以更好地应付发热状况。

对于电动汽车来说，固态电池不仅能够降低散热需求，还可以减少自重、不易起火或爆炸、使用寿命也更长。

当前锂离子电池还面临老化后形成晶枝的问题，随着常见的锂金属阳极积聚少量的金属，电池内部可能形成笋状突起，最终戳破电芯、缩短电池使用寿命、乃至形成短路等安全隐患。

好消息是，三星旗下 SAIT 和 SRJ 研究所的研究人员，已经开发出了使用 5 微米厚度的银碳复合层来取代锂金属阳极的方法。

研究已发表在《自然能源》（Nature Energy）期刊上

SRJ 首席工程师 Aihara Yuichi、首席研究员 Lee Yong-Gun Lee 和 SAIT 的 Master Dong Im 组成的研究团队，选择了固体硫化物电解质和高镍层状氧化物阴极。

结果发现，这种新设计有效地调节了锂枝晶的沉积，从而实现了长效的电化学特性。基于袋式原型电池的测试表明，其效率在 900 Wh / L 以上 。

原型电池的能量密度，约为常规使用液态电解质的锂离子电池的两倍、库仑效率超过 99.8%、预估寿命超 1000 次循环。

以设计续航 500 英里（800 公里）的电动汽车为例，如果管理得当，车子能够顺利行驶 50 万英里（80 万公里）以上，远超大多数燃油发动机。

作为目前世界上最知名的电池制造商之一，三星显然可以在适当的时候迅速投产下一代固态 EV 电池。

不过在商用之前，研究团队表示其计划进一步完善设计，以及开发配套的制造技术，此外电池价格仍占 EV 总成本的大头。