小米汽车公布固态电池专利：瞄准易燃问题

杰西卡 发自 副驾寺
智能车参考 | 公众号 AI4Auto

小米汽车的更多进展，正在随着专利申请曝光。

这不，就在最近，一则最新固态电池专利申请了。

这项专利，名为“固态电池复合电极与制备方法及包含其复合电极的固态电池”

概括来说，就是一种更高效、更安全的新型固态电池结构设计与制造工艺，特别是能解决厚电极充电慢、容量低，以及液体电池热失控后可能发生燃爆的核心难题。专利中还详细介绍了这种电池的制作方法。

这是小米汽车的第2175项专利，算算时间，小米汽车造车这一路，平均下来几乎每天都会有1项专利诞生。

速度惊人。

小米汽车发布固态电池专利

小米汽车的这项专利，今年6月13日正式公布，不过实际早在2023年的12月就提交了申请。

专利申请号为2023117077118，申请公布号为CN120149317A。发明人是入职小米汽车的复旦大学高分子科学系博士赵则栋

先来大致了解一下电池的基本构造，主要由电极系统、电解质、隔膜，以及外壳与封装组件构成。

对于传统的锂电池和早期固态电池而言，想提高续航，通常做法是加厚电极层，让电池装进更多活性材料，以此储存更多能量。

但电极变厚的代价是性能下滑

传统厚电极内部，就像错综复杂的羊肠小道，电极越厚，锂离子在内部的传输路径越长、阻力越大

这会导致电池充放电速度变慢，专业上讲叫做“倍率性能变差”。

同时，传统电池的液体电解液，属于易燃材料，在热管理上存在挑战，一旦失控就容易引发安全事故。电解液的流动属性，也让电芯结构串联变得困难，导致结构创新空间受限。

小米汽车的这项专利，就是针对这些问题的新解决方法，让电池兼具厚度和充电效率，并且安全性得到提高。

这种方法将电极分为两层，底层为金属集流体，上层是厚度可达0.5~4cm的电极材料层。

技术的核心是，在电极内部直接构造垂直的“离子高速通道”

这些“高速通道”，由一种聚合物+金属盐的固态电解质组成，宽度只有10~500微米（头发丝直径级别），像一根根直线细管。

“通道”直接连接电极的上下两面，方向与电流主传输方向一致，离子无需“绕路”，直达活性材料。通道之间还有规律的间隔布置，以此保证结构的均匀，形成密集的垂直网络。

△图注：1：正极；2：负极；3：固态电解质膜；4：集流体；5：电极材料层；6：固态电解质；7：基质

专利还提到，使用这种聚合物+金属盐的材料，优势是柔性更好，适合卷绕、压制等复杂结构工艺，同时不含易燃液体，更耐高温，不易起火。

实验数据显示，在这套结构下，电极厚度可以达到2cm（普通传统电池通常不超过0.5cm）。

此时正极载量可以达到480-500mg/cm^2，全电池面积容量可达到60-70mAh/cm^2，全电池的输出电压可以达到25～32V。

所以通过这种结构，电极可以更厚，但充电不会变慢，性能反而更好，安全性也更高。

那么这种电池是否具备量产优势？小米汽车在专利中直接分享了制备流程。

这种固态电池如何制备？

为了降低制造难度，小米还设计了一套适合规模化制备复合电极的方法：

第一步，做复合薄膜，就是在玻璃基板上涂一层含有活性物质、导电剂、粘结剂的基质浆料，并用类似精密打印（类似于3D打印）的技术，把它们做成有平行细槽的电极材料薄层。

第二步，在这细槽里，浇注进含有聚合物和金属盐的浆料，也就是固态电解质浆料，填满凹槽。

分别干燥固化后，就能形成一层有固态电解质条纹、能镶嵌在基质条纹中的复合薄膜。

第三步，把复合薄膜从玻璃板上揭下来，沿着条的方向卷成圆柱体，这样原来的条纹，在卷好的圆柱体里就变成了垂直方向的通道。

第四步，沿着垂直于卷轴的方向，按所需厚度切开。切下来的厚片叠在集流体上，就形成了最终的复合电极

整个制作流程，无需复杂设备或极高温度处理，因此相比传统技术更容易落地量产。

而且专利当中强调，这个结构既适用于锂离子电池，也适用于钠离子电池，并且在负极、导电剂、聚合物、集流体等材料上，都有灵活的适配组合，电池“通道”的间隔、角度、宽度也可调控。

因此，这项技术能适配不同电池需求，应用到动力电池消费类电池等不同场景。

也就是说，不管是电动汽车，还是手机、可穿戴设备等产品，这种固体电池都适用。

小米造车，还布局了哪些专利？

据企查查显示，从2019年第一项专利申请到现在（约2124天），小米汽车科技有限公司已经申请了2176项专利，覆盖了汽车领域技术研发全链条。

衡量企业技术创新能力的核心指标——发明专利达1364项，占比超过62.68%。

最新一项专利，是与固体电池同日公布的，“油泵控制方法、装置、设备、车辆、介质、产品及芯片”。

平均下来，小米汽车几乎每天都会申请1项专利

这些专利的核心技术，聚焦在智能辅助驾驶、三电技术、车载控制与结构、工业化与制造工艺、车联网与通信技术等等。

重中之重当属智能辅助驾驶及自动驾驶系统，和三电系统

在智能辅助驾驶系统方面，小米汽车的研发方向包括自动转向、车道识别、路径预测、自动超车、透明底盘技术等等。

三电系统，也就是电池、电驱、电控方面，包括800V硅碳高压平台、多合一电驱总成、热管理与安全等等。

目前，小米汽车已获得授权的有效专利达1392项，授权率达到63.97%

对比新势力蔚小理，以各自2024年的ESG报告为准，蔚来专利数最多，共有9815项专利申请，其中5693项专利已授权；而小鹏2024年新增授权专利574项，累计3263项专利已授权；理想的累计授权专利则为4216项。

One More Thing

雷总今日微博官宣，小米YU7将在6月底发布。

届时，搭载玄戒O1芯片的第二款平板等众多新品，也会一起发布。

他还透露，在车身前后车门防撞梁部分，YU7应用了4根2200MPa超强钢

这一设计使得前门承载能力显著提升52.4%，防撞梁吸能性能提升40.2%；后门承载能力提升37.6%，防撞梁吸能性能提升25.4%。 因此在车辆遭遇侧碰时，能够提供坚实的保护屏障。

本周三（6月18日），雷总还会和小米集团合伙人、总裁卢伟冰一起直播，为YU7提前预热。