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固态电池应力成像

薄首行

上海交通大学

固态电池作为一种新型高效能源存储技术，近年来在技术研发和应用领域取得了显著进展。其核心突破在于采用固态电解质替代液态电解液，通过结构简化和材料升级，使能量密度实现跨越式提升，同时解决了液态电池易燃爆的难题

技术进展

材料研发

固态电池技术路线主要分为硫化物、氧化物和聚合物三种类型。硫化物固态电解质因其高离子电导率受到广泛关注，例如日本东京工业大学团队开发的高熵硫化物固态电解质，创下32毫西门子每厘米的全球最高锂离子电导率记录。氧化物固态电解质则在稳定性和耐久性方面表现优异，韩国SKOn公司研发的氧化物固态电解质锂离子电导率提升了70%

能量密度与安全性

固态电池的能量密度已显著提升，实验室中能量密度可达720Wh/kg，较主流锂电池提升3倍以上。其固态电解质不可燃、无腐蚀性，从根本上杜绝了漏液和热失控风险，即使在极端条件下仍能保持稳定

低温性能

固态电池在低温环境下表现突出，-30℃环境下仍能保持90%以上的容量，相比传统锂电池的40%-50%衰减率，极大拓展了设备在严寒环境的使用场景

应用领域

新能源汽车

固态电池在新能源汽车领域的应用前景广阔。丰田、松下等企业已开发出充电10分钟可续航1200公里的固态电池样车，预计2025年推出全固态样车，2030年实现小规模量产

消费电子

固态电池在消费电子领域的应用也在加速推进。例如，vivo已在其折叠屏手机中采用半固态电池技术，苹果公司计划在新款iPhone中引入固态电池

储能系统与工业应用

固态电池因其高安全性和强环境适应性，有望在储能系统和工业领域率先应用。全球首个半固态电池储能电站已于2024年在浙江并网

固态电池中的电-力耦合过程

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•不均匀锂金属沉积

•活性物质颗粒收缩

充电

固态电池作为一种新型高效能源存储技术，近年来在技术研发和应用领域取得了显著进展。其核心突破在于采用固态电解质替代液态电解液，通过结构简化和材料升级，使能量密度实现跨越式提升，同时解决了液态电池易燃爆的难题

技术进展放电

材料研发

固态电池技术路线主要分为硫化物、氧化物和聚合物三种类型。硫化物固态电解质因其高离子电导率受到广泛关注，例如日本东京工业大学团队开发的高熵硫化物固态电解质，创下32毫西门子每厘米的全球最高锂离子电导率记录。氧化物固态电解质则在稳定性和耐久性方面表现优异，韩国SKOn公司研发的氧化物固态电解质锂离子电导率提升了70%