科学家研发的半固态“杯子蛋糕”电解质如何使锂硫电池保持稳定运行？

当今的锂电池由阴极，阳极和液体电解质组成，该液体电解质在充电和放电时在锂离子之间来回传递。最近，科学家一直在研究电解质的更多固态形式可能带来什么，特别是在安全性方面。新加坡的科学家们现在正在报告一种新型的半固态电解质，这种电解质可以提高锂硫电池的安全性，锂硫电池在储能方面具有巨大的尚未开发的潜力。

对于该领域的研究人员而言，一种工作可靠的锂硫电池的前景（而不是目前普遍使用的锂离子化学方法）令人兴奋。这是因为它们每单位重量最多可以容纳五倍的能量，但是主要障碍是它们提供的寿命短得多，而这些材料通常会迅速劣化并破裂。

因此，科学家们正在研究可以克服这一问题的新型电池架构，最近又出现了一些有希望的突破。这些是通过重新构想的电池组件实现的，这些组件包括混合阴极，完全固态的电解质和新的桥接键，这些键为硫颗粒提供了“呼吸的空间”。现在，新加坡A * STAR纳米生物实验室的科学家基于他们所说的混合准固体电解质提出了另一种解决方案。这种新型电解质是使用“杯子蛋糕法”创建的，其中将金属前体和蔗糖溶解在水中，然后将其加热以呈现棕色“杯子蛋糕”形状。

然后加热该“杯子蛋糕”将导致形成液体注入的多孔膜，该膜由高导电性和化学稳定性的片材组成。使用这种半固态的3D薄板堆叠作为电解质，可以与阴极和阳极良好接触，但可以使其在充电过程中保持稳定。

负责研究团队的Jackie Y. Ying教授说：“同时包含液体和固体成分的混合准固体电解质已成为切实可行的折衷方案，以在保持良好性能的同时获得更安全的电池。”但是，固体的高电阻到目前为止，组件已经限制了这种电池的性能。为了克服这个问题，我们重新设计了固体成分的微观结构。我们的解决方案消除了电解质泄漏，并且在热和机械方面均稳定。”

该小组在一系列电压下对此进行了演示，并报告说该电池具有高容量，快速充电和放电能力以及总体上“在锂硫混合准固态电池中获得的最高已知性能”。该团队认为，这种独特的架构也可以应用于其他类型的锂电池。

Ying表示：“我们发现基于3D片材的框架对于最佳电池性能至关重要。此外，我们的系统在极端温度下也表现出出色的稳定性。这些结果说明了我们的片状结构作为其他半固态锂电池框架的巨大潜力。”

蔚来发布固态电池包，新能源行业要变革了？

蔚来发布固态电池包确实影响巨大而深远，但目前的不确定性同样很大。

1、固态电池的商用时间被大幅提前，无疑影响巨大

虽然搭载固态电池包的ET7要到2022年一季度才发售，但是这个消息实在是有点让人震惊。因为此前有电池大厂预计固态电池可能需要到2030年才能商用，乐观点的预计也得到2025年才能商用。蔚来的这个发布将时间点又往前拉了三年。

对其他车企、对电池企业、对资本市场的影响均十分深远。这一点我已经在我的微头条上说了，不再重复。

2、目前依然存在一些问题需要澄清，所以产生多大的影响还有不确定性。

（1）外界透露出的固态电池合作方不是第一梯队的电池企业。难道说这样重要的技术被小企业突破了么？

此前有媒体透漏，蔚来固态电池包的一个潜在合作方是江苏昆山的一家企业。这一点尚未完全证实。

是半固态还是全固态？这一点目前也不是太清楚。

如果是技术的重大突破，为什么不是那家电池企业首先宣布，而是汽车企业来首先宣布？

如果只是采用了不成熟的技术，这里面会有多大的风险？

如果采用的是不能量产的技术，那么只生产几辆有什么意义？

（2）假设某家电池企业在固态电池方面取得突破，那么那家电池企业只供应蔚来一家企业么？这种可能性应该不大。

所以还是上面那个问题，为什么不是那家电池企业来首先宣布？

（3）ET7售价45万左右起售，到50多万，这样的高售价能否获得市场认可？如果销量上不去，那么对行业的影响无疑也将大打折扣。

蔚来采用的是预售的策略，这无疑是想拿消费者的钱来做生产，有一点楼市卖楼花的感觉。这样做是否等于将风险转嫁到消费者身上？