3分钟充满 寿命可达20年 华裔教授与中国留学生开发新型固态锂电池

消费者购买新能源汽车，主要考虑整车续航、充电时长、电池寿命与电池安全这四个环节，毕竟这关系到车辆的使用寿命、出行便利、维保成本与人员安全。

近日，国内某品牌的新能源车型疑似在交车后发生起火事故，虽然没有造成人员伤亡，虽然起火起因与电池无关，但动力电池的部分“顽疾”是限制新能源汽车进一步推广的重要因素。

为了解决现实问题，哈佛大学华裔教授李鑫与他的中国学生叶露涵成功开发全新的固态锂电池，其具备3分钟充满，超1万次循环与20年使用寿命的性能，在安全、寿命与充电时长上达成比较理想的统一，相关研究成果发布在Nature上。

根据李鑫与叶露涵在Nature上介绍，这种新型固态锂电池的创新点是采用由两种新化学物质组成的三层固态电解质结构。

李鑫教授用三明治来形容电池结构，上方的面包片是锂阳极，莴苣是石墨，番茄第一种电解质Li5.5PS4.5Cl1.5（简称LPSCI），培根是第二种电解质Li10Ge1P2S12（简称LGPS），最下方的面包片是负极。

锂枝晶 图源：网络

之所以采取这种设计，主要是为了防止电池内部锂枝晶生长。LPSCI对锂更稳定，但容易让枝晶渗透。LGPS对锂稳定性差，但会抑制枝晶生长。

在电池充电过程中，锂枝晶会通过石墨（莴苣）与LPSCI（番茄）通过，但会在LGPS（培根）处停止生长，防止枝晶穿透引起电池短路引发爆炸（三明治糊了）。

据叶露涵介绍，这款新型电池的化学物质可以回填枝晶形成的孔洞，实现自我修复。

这种通过“不稳定性电解质”来实现“稳定性电池”的策略实属首创，叶露涵表示可以深挖层级设计将枝晶的生长进行引导与控制，真正做到可调可控。

通过不断地试验，李鑫教授的实验室通过对锂枝晶的可控抑制，摆脱锂电池易燃易爆与多次循环后锂枝晶沉积形成死锂造成低库伦效率，这让电池可以做到20摄氏度下一万次的可重复充电后仍能保证82%的容量，1.5摄氏度低温下2000次循环保持81.3%容量，充电最快只需3分钟的表现。

同时新型固态锂电池20年的使用寿命，也要优于当下磷酸铁锂8年与三元锂10年的表现，这对延长整车使用年限，以及降低动力电池回收拆解压力都有帮助。

项目团队在试验后预计电池可以做到110.6KW/KG的比功率，以及631.1Wh/KG的比能量，可以实现商用化的目标。

叶露涵一直在研究动力电池

李鑫教授带领的团队一共有11位，其中中国留学生与华裔学生就有9位。在研究项目取得突破后，威廉.菲茨休与叶露涵共同成立了Adden Energy公司，哈佛大学也对该项目进行了资助。

春华资本对新能源投资热情很高

看到这款电池的巨大潜力，以及李鑫教授和叶露涵丰富的电池研究经验，国内顶级投资春华资本也在近期对Adden Energy公司进行风投，与其它公司累计投资515万美元。

春华资本的这次风投很有意思，公司创始人胡祖六先生也是哈佛博士毕业生，看到校友如此给力，投资助力是必然。

相信在充裕的资金注入以及丰富的试验经验积累后，李鑫教授与叶露涵团队开发的固态锂电池很快就会商业化，为新时代的绿色电动出行带来中国方案！