美国Ampcera公司开发高性能固态电解质，15分钟内充电至80%

时间： 2024-03-02 03:18     浏览量：505

来源：DeepTech深科技

近日，美国固态电池固体电解质材料和制造技术开发商 Ampcera Inc 在全固态电池的快速充电方面实现重要突破，能够在 15 分钟之内以 4C 的峰值倍率，从 0% 充电达到 80% 的状态。

该指标已达到美国先进电池联盟和美国能源部认定的锂电池的极快充目标，即在 15 分钟或更短时间内充电至 80%。

与易燃的液体电解质相比，采用全固态电解质制备的电池具有一系列优势，包括能量密度高、充放电速率快、安全性高、循环寿命长以及成本低等。

因此，全固态电池被认为是下一代高性能、高安全性的能量储存技术，在电动汽车、移动设备和可再生能源等领域具有广阔的应用前景。

全固态电池（all-solid-state battery，ASSB）由于采用完全固体的电解质，其中不含任何液体或半固体电解质，能够保证高水平的电池安全性，这对于快速充电的长循环稳定性尤其重要。

本次 Ampcera 全固态电池技术的进步，离不开高性能固态电解质材料。为实现极快充电，该公司采用硫化物固态电解质材料，基于硫化物固态电解质材料、镍锰钴阴极和硅基阳极，最终达到 400Wh/kg 的高能量密度。

Ampcera 的研究人员利用实验室规模的软包电池，在 4C 峰值倍率条件下进行 300 次快充循环，仅显示出小于 5% 的容量衰减。

该指标为固态电池领域带来了新的希望，未来如果开发出商业化全固态电池，则有望实现超过 1000 次的循环寿命。

图丨Ampcera 的全固态软包电池在快速充电下的充电曲线（左）和容量保持率（右）（来源：Ampcera 官网）

“Ampcera 的高性能固态电解质材料推动全固态电池技术超越了美国能源部的快速充电标准，即在 15 分钟内实现 80% 的充电。”Ampcera 的联合创始人兼 CEO 朱苏敏博士对媒体表示。

随着电动汽车使用量的增加，当前和潜在的电动汽车用户表现出对电动汽车的里程焦虑，例如他们会考虑公共充电站等待时间过长等情况，特别是对于那些充电选择有限的城市地区，这些因素不利于电动汽车的广泛使用。

为应对这一严峻挑战，Ampcera 与行业战略合作者共同推进开发快速充电全固态电池技术和向商业化发展。

根据 Ampcera 公开资料，其主要目标是“推出商业上可行的快速充电全固态电池技术，解决消费者因充电站等待时间延长而产生的充电焦虑”。

图丨Ampcera 的固态电池技术（来源：Ampcera 官网）

2023 年，Ampcera 以 1C 的充电/放电速率实现 5000 次循环，为本次固态电池技术的突破奠定了良好的基础。

同年，该公司还获得美国能源部能源高级研究计划局提供的 210 万美元资助，以推进全气候快速充电全固态电池技术的开发和商业化。

该项目资助的是 Ampcera 设计的全气候热调制固态电池（thermally modulated solid-state battery，TMSSB），该电池采用合作伙伴 EC Power 开发的热调制电池技术（thermally modulated cell technology，TMCT）。

“可加热”的固态电池可提供高能量密度，并能在寒冷天气条件下为电动汽车提供超安全的快速充电。

Ampcera 的 TMSSB 结合了高容量硅阳极和高电压、富镍氧化物基阴极，比能量超过 400Wh/kg。此外，TMCT 还可以在零下 20℃ 的环境温度条件下，能够在不到 1 分钟的时间内冷启动，显示出 TMSSB 在寒冷气候下的优势。

图丨Ampcera 生产的硫化物基固体电解质材料（来源：Ampcera 官网）

Ampcera 是一家总部位于美国加利福尼亚州米尔皮塔斯市的创新公司，于 2017 年成立，并在 2022 年完成 1500 万美元的 A 轮融资。

该公司专注于下一代锂电池高性能固体电解质、可扩展制造工艺的开发和商业化，用固体电解质取代传统锂离子电池中的易燃液体电解质。

其技术和产品应用包括固态电池、锂金属电池、锂硫电池、液流电池、锂矿开采和锂电池回收等，已申请超过 25 项美国和国际专利。

商业上可用的 Ampcera 全固态电解质材料包括硫化物（例如工程化的硫银锗矿、锂离子导电硫化物、锂硫磷硫化物等）、石榴石结构氧化物等。

据 Ampcera 公开信息，硫化物基固体电解质材料表现出优异的性能，室温离子电导率超过 12mS/cm，这与即将被固体电解质取代的易燃液体电解质相当。

此外，该公司还正在开发工程固态电解质材料、全陶瓷或复合柔性膜及其制造技术等。

随着 Ampcera 固态电池技术快速开发并商业化应用，它提供的产品和技术获得了数百家客户的认可，包括许多世界领先的汽车原始设备制造商和电池生产商。

参考资料：

https://ampcera.com/index.php/about-us/

https://www.newswire.com/news/ampcera-s-all-solid-state-battery-technology-surpasses-u-s-doe-s-22244920

https://www.newswire.com/news/ampcera-s-graphite-free-solid-state-battery-technology-reaches-a-5-000-22157085

https://arpa-e.energy.gov/technologies/projects/thermally-modulated-solid-state-batteries-ultra-safe-fast-charging-electric

https://www.energy.gov/sites/default/files/2021-06/bat247_lopez_2021_p_5-18_242pm_LR_TM.pdf

支持：大义

关键词 : 美国 新浪科技公众号

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