當下，全球碳中和進程加速，儲能需求激增，但傳統(tǒng)鋰離子電池的“易燃體質”和能量密度瓶頸，始終是懸在行業(yè)頭頂?shù)倪_摩克利斯之劍。全固態(tài)電池（ASSB）憑借固態(tài)電解質徹底消除起火風險，并將能量密度提升至現(xiàn)有技術的2-3倍，被視為能源存儲的“終極答案”。
然而，這一技術長期受困于兩大難題：固態(tài)材料致密化不足導致鋰離子傳輸效率低下，多層電芯結構松散難以規(guī)模化生產(chǎn)。
近日，Quintus宣布與芝加哥大學能源存儲與轉化實驗室（LESC）、加州大學圣地亞哥分校達成戰(zhàn)略合作，以 MIB 120溫等靜壓電池壓機為突破口，試圖改寫全固態(tài)電池商業(yè)化進程。
為何傳統(tǒng)壓制工藝“力不從心”
全固態(tài)電池的核心是用固態(tài)陶瓷電解質替代液態(tài)電解液，但固態(tài)材料間的接觸天然存在“縫隙”。芝加哥大學孟穎教授（阿貢國家實驗室首席科學家）指出：“雖然目前在預防電池起火方面，工程技術已取得顯著進展，但下一代全固態(tài)電池通過去除封閉系統(tǒng)中的易燃液體，能夠進一步降低起火隱患?！?/span>
傳統(tǒng)單軸壓制技術（如壓延或熱壓）只能單向施壓，導致材料受力不均。孟教授解釋說：“在電池中使用固態(tài)陶瓷替代液態(tài)電解液，不僅有望提高電池的安全性，還能增加能量密度和充電性能。因此，溫等靜壓技術被視作實現(xiàn)顆粒間充分接觸的關鍵工藝。"
破局利器：MIB 120溫等靜壓設備
Quintus MIB 120
此次合作的核心是Quintus專為電池研發(fā)設計的MIB 120溫等靜壓電池壓機。該設備通過高溫+高壓協(xié)同作用，使其在解決限制當前全固態(tài)電池技術發(fā)展的致密化與結構穩(wěn)定性難題方面獨具優(yōu)勢。該技術突破為多層電芯設計帶來了新的可能，也加快了全固態(tài)電池從實驗室研發(fā)走向規(guī)模化量產(chǎn)的進程：
1. 高溫高壓雙重加持，實現(xiàn)“分子級焊接”
? 壓力參數(shù)：最高壓力600兆帕（約8.7萬psi），足以將陶瓷顆粒緊密壓實。
? 溫度參數(shù)：加熱至140℃，軟化固態(tài)電解質材料，使其在高壓下更易流動填充間隙。
2.實驗室與量產(chǎn)無縫銜接
MIB 120的工藝參數(shù)與Quintus工業(yè)級壓機完全兼容。實驗室中驗證的壓制條件（如壓力、溫度曲線）可直接用于量產(chǎn)設備，避免傳統(tǒng)研發(fā)中“實驗室成功，工廠翻車”的尷尬。
3. 安全與便捷：學術研究的“理想工具”
? 安全性：嚴格遵循ASME壓力容器規(guī)范，配備多重安全鎖，確保高壓實驗零事故。
? 體積優(yōu)化：占地面積極小，無需復雜配套設備，適合實驗室有限空間。
? 操作友好：觸屏界面一鍵啟動，支持自定義壓力 - 溫度曲線，滿足不同材料的實驗需求。
目前，孟穎教授團隊已采購MIB 120設備，計劃于2025年7月在芝加哥實驗室投入使用。她評價："在LG新能源前沿研究實驗室的支持下，我們購置了Quintus電池壓機。這對于學術研究人員在可控變量的情況下進行多層全固態(tài)電池堆疊至關重要。借助這項電池組裝技術的進步，我們將致力于開展對全固態(tài)電池更具關鍵意義、相關性和影響力的基礎研究。我們衷心感謝Quintus團隊在這項開放式創(chuàng)新工作中的合作。"
產(chǎn)學研深度融合：三大優(yōu)勢助力
全固態(tài)電池的研發(fā)涉及材料科學、電化學、機械工程等多學科交叉，單靠企業(yè)或高校難以突破。此次Quintus與頂尖實驗室的合作，展現(xiàn)了產(chǎn)學研深度融合的三大優(yōu)勢：
? 資源共享：工業(yè)級平臺賦能科研
Quintus美國電池應用中心（位于俄亥俄州哥倫布市）向學術團隊開放了全套實驗設施。研究人員可在此與Quintus工程師聯(lián)合優(yōu)化工藝參數(shù)，甚至直接測試新型電解質材料。孟穎教授表示：“以往我們需要自行搭建設備，耗時費力。現(xiàn)在直接利用工業(yè)級平臺，效率提升至少3倍?！?/span>
? 數(shù)據(jù)互通：打破實驗室與工廠的“信息孤島”
MIB 120設備內置傳感器，可實時記錄壓力、溫度、材料形變等數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)不僅用于學術論文，還會反饋至Quintus的工程團隊，指導下一代設備改進。Quintus CEO Johan Hj?rne透露：“孟教授團隊對孔隙率的量化分析，幫助我們優(yōu)化了壓力施加算法，這是純商業(yè)研發(fā)難以獲得的洞察。”
? 風險共擔：讓學術研究“敢想敢做”
全固態(tài)電池的材料體系復雜，從硫化物、氧化物到聚合物電解質，各有優(yōu)劣。Quintus為實驗室提供免費設備試用和技術支持，降低了學術團隊試錯成本。孟穎教授舉例：“我們曾嘗試用氯化物固態(tài)電解質，雖最終因穩(wěn)定性問題放棄，但過程中積累的數(shù)據(jù)為其他團隊提供了寶貴參考。
合作展望：從實驗室到量產(chǎn)，加速商業(yè)化
目前，全球頭部企業(yè)和研究機構正爭相布局全固態(tài)電池。Quintus與LESC的合作，標志著這一領域從“實驗室創(chuàng)新”向“產(chǎn)業(yè)化落地”邁出關鍵一步。孟穎教授團隊計劃依托MIB 120設備，開展更具影響力的基礎研究，進一步解決能量密度和快充性能等核心問題。
Quintus首席執(zhí)行官Johan Hj?rne表示："孟教授是全球全固態(tài)電池（ASSB）領域的頂尖科學家之一，我們很高興能與她展開合作。這一合作將為Quintus超級工廠的設備發(fā)展開辟新道路，顯著提高生產(chǎn)效率和多層電芯處理能力。Quintus電池壓機為解決其他生產(chǎn)技術存在的諸多問題，提供了一條可持續(xù)、可靠且安全的途徑。我們誠邀電池行業(yè)的同仁與孟教授團隊及Quintus的電池工藝專家深入交流，以獲取更多信息。"
關于能源存儲與轉換實驗室（LESC）
能源存儲與轉換實驗室（LESC）由加州大學圣地亞哥分校納米工程系與芝加哥大學聯(lián)合設立，致力于為先進能源存儲與轉換系統(tǒng)設計和開發(fā)新型功能納米材料及納米結構。將原材料轉化為可用能源并實現(xiàn)高效存儲，是日常生活中的常見需求。開發(fā)新型材料以突破現(xiàn)有技術瓶頸，已成為21世紀的關鍵科技挑戰(zhàn)。相關技術進步將有助于制造體積更小、性能更強的電池，并提高可持續(xù)能源的利用效率。LESC實驗室的研究重點是將創(chuàng)新實驗技術與第一性原理計算方法直接結合，實現(xiàn)材料的理性表征與設計。
