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編者按：固態(tài)電池有望對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池組進(jìn)行重大改進(jìn)的情況下取得突破。研究人員還希望將固體電解質(zhì)與鋰金屬陽(yáng)極匹配，以提高能量密度，并使電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行更長(zhǎng)距離的旅行時(shí)能夠無(wú)需停下來(lái)充電。這可能有助于消除消費(fèi)者對(duì)中途電力耗盡的擔(dān)憂，從而刺激銷(xiāo)售。

據(jù)外媒報(bào)道，汽車(chē)行業(yè)若想研發(fā)出成本更低、安全系數(shù)更高、充滿電就能行駛800公里的電動(dòng)汽車(chē)，必須在電池技術(shù)上有所突破。

據(jù)瑞銀集團(tuán)的數(shù)據(jù)顯示，目前電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)市值約為230億美元，到2025年之前價(jià)值將增長(zhǎng)至約840億美元，任何擁有能夠超越鋰離子技術(shù)的可行固態(tài)電池的人，都可能在2025年之前的所有電動(dòng)汽車(chē)電池市場(chǎng)占據(jù)上風(fēng)。

中國(guó)、日本以及美國(guó)的科學(xué)家都在努力尋找顯著提高電池電量?jī)?chǔ)存能力的方式，而這就需要固態(tài)電池技術(shù)的幫助。這種技術(shù)需要對(duì)電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行大改造，使用固體材料而不是易燃液體來(lái)實(shí)現(xiàn)充電和放電目的。

固態(tài)電池有望對(duì)現(xiàn)有鋰離子電池組進(jìn)行重大改進(jìn)的情況下取得突破。該項(xiàng)技術(shù)可以幫助內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)加速消亡，并有可能將電動(dòng)汽車(chē)的充電時(shí)間從幾個(gè)小時(shí)減少到大約10分鐘。

目前，使用固態(tài)電池的最好原型車(chē)僅足以推動(dòng)單人汽車(chē)駛過(guò)日本富士山附近的豐田（Toyota）汽車(chē)公司停車(chē)場(chǎng)。戴姆勒（Daimler AG）公司和菲斯克（Fisker）公司等汽車(chē)制造商、中國(guó)鋰工業(yè)巨頭、法國(guó)道達(dá)爾石油（Total SA）公司以及麻省理工學(xué)院和斯坦福大學(xué)的子公司，都在努力完成這項(xiàng)任務(wù)。

菲斯克最早可能在今年對(duì)其電池進(jìn)行汽車(chē)測(cè)試，而豐田和戴姆勒的測(cè)試時(shí)限則延長(zhǎng)至2020年代。

固態(tài)電池成功所需支持

目前廣泛使用的鋰離子電池技術(shù)是使用液體電解質(zhì)在陽(yáng)極和陰極之間穿梭離子，為電池充電或放電。而固體電池，顧名思義，就是用陶瓷、玻璃或聚合物等固體材料代替液體。由于固態(tài)電池的構(gòu)成不同于鋰離子電池，因此電池起火風(fēng)險(xiǎn)或?qū)⒋蟠蠼档?，電池的體積也將被極大壓縮，變得更加輕薄，以便可以放在汽車(chē)座椅下面。

研究人員還希望將固體電解質(zhì)與鋰金屬陽(yáng)極匹配，以提高能量密度，并使電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行更長(zhǎng)距離的旅行時(shí)能夠無(wú)需停下來(lái)充電。這可能有助于消除消費(fèi)者對(duì)中途電力耗盡的擔(dān)憂，從而刺激銷(xiāo)售。

要做到這些，需要解決一系列難題。目前原型車(chē)目前的電池續(xù)航里程過(guò)短，無(wú)法投入使用。而且在充電或放電時(shí)，電池的導(dǎo)電性差，成本效益低，材料有時(shí)會(huì)急劇膨脹和收縮。

目前國(guó)內(nèi)外各大企業(yè)、研究機(jī)構(gòu)都在積極推動(dòng)固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)展。中國(guó)青島新能源研究院將在兩年內(nèi)進(jìn)行固態(tài)電池汽車(chē)試驗(yàn)，并考慮到2025年將其商業(yè)化。中國(guó)最大的電池生產(chǎn)商——Contemporary Amperex科技有限公司，將固態(tài)電池技術(shù)納入其先進(jìn)電池研究范疇。

韓國(guó)三星SDI公司，SK創(chuàng)新公司以及現(xiàn)代汽車(chē)公司表示，他們也在研究這項(xiàng)技術(shù)?？偛课挥谟?guó)的家電制造商戴森有限公司(Dyson)也在研究這項(xiàng)技術(shù)，該公司當(dāng)前的目標(biāo)是電動(dòng)汽車(chē)。

大眾汽車(chē)公司(Volkswagen AG)計(jì)劃最早于2022年與合作伙伴Quantumscape公司開(kāi)始試生產(chǎn)。這些時(shí)間表可能證明是樂(lè)觀的。

BNEF駐倫敦的分析師詹姆斯·弗里斯(James Frith)表示，要到本世紀(jì)20年代末，具備所有承諾優(yōu)勢(shì)的固態(tài)電池才能上市。即便到那時(shí)，它們的價(jià)格仍可能非常高昂。

特斯拉表示，該公司經(jīng)常與開(kāi)發(fā)商交談，并審查電池原型，但還沒(méi)有看到任何比現(xiàn)有鋰離子電池組更好的電池技術(shù)。特斯拉的供應(yīng)商松下表示，該公司仍在繼續(xù)研究固態(tài)電池技術(shù)，但“商業(yè)化仍有許多障礙”。

豐田的突破潛力

據(jù)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手、學(xué)者和專(zhuān)利數(shù)據(jù)顯示，豐田或?qū)⑹堑谝粋€(gè)實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池技術(shù)突破的企業(yè)。豐田至少擁有233項(xiàng)與固態(tài)電池技術(shù)有關(guān)的專(zhuān)利或申請(qǐng)，幾乎是其最接近競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的三倍。

豐田在2018年10月份發(fā)布的年度報(bào)告顯示，該公司將在電池業(yè)務(wù)上投資1.5萬(wàn)億日元(合139億美元)，并計(jì)劃在本世紀(jì)20年代初將固態(tài)電池技術(shù)商業(yè)化。

在過(guò)去十年中，豐田已經(jīng)部署了多達(dá)200名員工，主要是在富士山附近的東橋-富士研究中心進(jìn)行研發(fā)。該公司在使用固態(tài)電池為數(shù)字時(shí)鐘、兩輪踏板車(chē)以及傳送帶提供動(dòng)力方面取得了很大進(jìn)展，然后在其單座低速型汽車(chē)COMS的改裝版上測(cè)試了這項(xiàng)技術(shù)。

2018年10月在日本大阪舉行的一次論壇上，麻省理工學(xué)院剝離的子公司Solid Energy Systems公司首席執(zhí)行官胡啟超（音譯）表示，預(yù)計(jì)將在2021年后開(kāi)始對(duì)電動(dòng)汽車(chē)進(jìn)行固態(tài)電池試驗(yàn)。

Solid Power是總部位于科羅拉多州路易斯維爾的電池公司，自2017年12月以來(lái)始終與寶馬汽車(chē)公司(BMWAG)建立開(kāi)發(fā)伙伴關(guān)系。其首席執(zhí)行官道格·坎貝爾(DougCampbell)表示，他相信固態(tài)電池技術(shù)將在汽車(chē)領(lǐng)域具有商業(yè)可行性，但可能不需再等五到十年了。


原標(biāo)題;2025年前得固態(tài)電池技術(shù)者可占領(lǐng)汽車(chē)電池市場(chǎng)上風(fēng)