聚焦世界動力電池大會｜LG新能源謀局下一代電池技術：鋰硫、鋰金屬電池和全固態電池

作為全球動力電池龍頭寧德時代最主要的國際競爭對手，韓國LG新能源透露了公司下一代電池技術的蓄力方向。

在6月9日于宜賓召開的2023世界動力電池大會上，LG新能源副總裁孫權男表示，LG新能源持續投入研發基于液態電解質的鋰硫電池和鋰金屬電池，以攻克當前鋰離子電池的能量密度限制；開發高度穩定的不含液態電解質的全固態電池，以克服電池安全難題。更值得注意的是，公司仍然在致力于被業內認為不過是“中間過渡路線”的半固態電池的商業化。

在演講中，孫權男也透露了這幾大電池路線的研發目標。其表示，“首先，我們計劃在2026年前實現‘安全改進型’聚合物基半固態電池商業化。隨后，我們將使用更高容量的負極，如硅或金屬鋰，來提升能量密度。最后，隨著硫化物基全固態電池的開發，我們將能夠實現電池級別沒有火災和爆炸的絕對安全。”

“此外，計劃到2027年和2028年分別開發出基于液態電解質的鋰硫電池和鋰金屬電池，我們將克服能量密度的限制，實現最高的比能量和能量密度。”孫權男說。

孫權男在演講中表示，30年來，電動汽車電池的性能一直在提升。LG新能源致力于憑借創新的正負極材料，實現能量密度提升和快速充電，通過制造創新降低成本，并通過安全性強化隔膜技術全面提升安全性。

“現在電動汽車市場的增長已逐步轉變為用戶主導的市場化驅動。隨著電動汽車的商業價值和潛在用戶的滿意度提升，購買偏好的增加，電動汽車在各個國家的細分市場呈現迅速增長。下一代電動汽車需要什么性能才能超越當前的燃油汽車？”

孫權男認為，首先，每次充電的續航里程將超過600公里。第二，電池將在20分鐘內完成80%高效快充，并擁有質保10年和行駛超過30萬公里的保障。第三，購買平價而言，成本將與燃油車相當。最后，必須具備無虞的安全問題。

下一代電池應滿足的需求

因此，“在下一代電池技術方面，我們需要克服目前鋰離子電池的局限，開發新的電池體系，專注于續航里程和安全性提升。”孫權男說。

首先是高能量密度、輕量化的鋰硫電池。由于使用了容量更高、密度更低的硫正極和鋰負極活性材料，電池最高比能量超過500Wh/kg。

“由于硫是最便宜的正極活性材料，與鋰離子電池相比，我們可以降低30%至40%的材料成本。這種輕型電池將應用于航空，如高空偽衛星和城市空中交通系統，以及重型電卡和電動大巴等商用車。”孫權男說。

基于液態電解質的鋰硫電池

與此同時，LG新能源一直在開發高體積能量密度的鋰金屬電池。電池體積密度能夠達到約1000Wh/L，采用薄鋰金屬負極。“為了提高耐久性和循環壽命，我們一直在通過開發穩定的電解質、保護層和先進的材料來提高鋰金屬負極的可逆性。這種鋰金屬電池將適用于高續航里程的電動車和機器人，它們需要在有限的體積內獲得更高的能量。”孫權男說。

基于液態電解質的鋰金屬電池

此外，LG新能源一直在開發高度穩定、不含液態電解質的全固態電池，以實現電池的絕對安全，避免電池層面上的起火。

據孫權男介紹，LG新能源的全固態電池是基于硫化物體系，具有幾個優點：與氧化物基全固態電池相比，它無需高溫燒結工藝，具有更高的離子導電率和軟力學性能。與半固態電池相比，因為零液體系統和100攝氏度以上的卓越耐高溫性，全固態電池可謂是最安全的電池。

基于硫化物體系的全固態電池

不過，據孫權男介紹，LG新能源也在開發基于聚合物的半固態電池。在其看來，這種半固態電解質有也優點。第一，可以使界面接觸緊密。第二，能夠更輕易地實現混合化學體系。第三，在工藝和系統方面，可以使用大多數鋰離子電池的制造設施，與其它全固態電池相比，不需要高壓來操作電芯。

“為了實現下一代電池并將其商業化，我們不僅進行從材料到制造技術的內部研發，還與許多大學、初創公司和研究人員合作。”孫權男說。