固態(tài)電池技術(shù)取得新突破 ，未來電動汽車充電只需1分鐘？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-27 10:11
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報道，電動汽車制造商菲斯克(Fisker)本周申請了一項固態(tài)電池專利，不僅可將電動汽車的續(xù)航能力提高到令人震驚的804公里，而且充電時間也縮減到短短1分鐘。菲斯克公司計劃在2018年1月推出新電池技術(shù)。
之所以被稱為固態(tài)電池，是因為它們含有固體電極和固體電解質(zhì)，從而不同于其他液態(tài)形式的電池。固態(tài)電池的研究和發(fā)展是為了提高鋰離子電池的壽命和性能，而鋰離子電池仍然是當(dāng)今電腦、智能手機甚至電動汽車最常見的動力來源。因此，固態(tài)電池有可能為電動汽車提供更好的電力來源，電動汽車初創(chuàng)公司菲斯克聲稱他們已經(jīng)掌握了這項技術(shù)。
汽車新聞網(wǎng)站GreenCarCongress報道稱，菲斯克公司本周申請了一項專利，專利描述是“靈活的、優(yōu)越的能量密度固態(tài)電池”。新電池將采用三維實體電極，提供相當(dāng)于當(dāng)前鋰離子電池2.5倍的能量密度。菲斯克公司表示，單次充滿電后，這種電池可以支持電動汽車持續(xù)行駛804公里。另外，充電時間也縮短到一分鐘。在成本方面，由于材料和制造方面的進步，它的成本僅為常規(guī)鋰離子電池2020年預(yù)計成本的1/3。
菲斯克公司電池系統(tǒng)副總裁法比奧·阿爾巴諾（Fabio Albano）指出：“這一突破標(biāo)志著固態(tài)材料和制造技術(shù)新時代的開始。我們正在解決固態(tài)電池商業(yè)化遇到的所有障礙，比如在低溫下的表現(xiàn)，低成本和可伸縮制造方法的使用，并且打造出具有顯著厚度和高活性物質(zhì)負載的大塊固態(tài)電極。我們很高興能在這個基礎(chǔ)上，把重點轉(zhuǎn)移到能量儲存上。”
固態(tài)電池被認(rèn)為比鋰離子電池更安全，盡管它們應(yīng)用的溫度范圍有限，電極電流密度更高。然而，正如Electrek所指出的那樣，這些固態(tài)電池通常被認(rèn)為比現(xiàn)在的鋰離子電池應(yīng)用更廣闊。為了降低成本，菲斯克可以用比今天電池更高的電壓輸出，同時允許使用現(xiàn)有的工具和機器進行電池組裝。
菲斯克公司的說法有多可靠呢？至少，該公司知道它在做什么。據(jù)GreenCarCongress報道，菲斯克的科學(xué)家團隊始終在與固態(tài)電池初創(chuàng)公司Sakti3的聯(lián)合創(chuàng)始人合作。此外，該公司預(yù)計在2023年之前，他們的固態(tài)電極技術(shù)可以在電動汽車中使用。在菲斯克發(fā)布了Fisker Motion豪華電動汽車之后，該公司將于明年1月的2018年消費電子展上展示這種新的電池技術(shù)。
菲斯克公司并不是第一個涉足固態(tài)電池的公司，而且大多數(shù)公司都還沒有真正投入商業(yè)使用。麻省理工學(xué)院和三星公司的研究人員此前也宣布了類似的技術(shù)。但自從2015年以來，這些技術(shù)就沒有更新過。最近，包括被稱為鋰離子電池之父的約翰·古迪納夫（John Goodenough）的團隊也宣布在開發(fā)固態(tài)電池。
自從托馬斯愛迪生（Thomas Edison）尋找方法為他的朋友亨利福特（Henry Ford）的T型車提供能源之后，科學(xué)家一直在尋找更好的電池。
現(xiàn)在，一項突破性的全新電池技術(shù)似乎終于接近現(xiàn)實。如果達到預(yù)期的話，新技術(shù)能滿足手機上癮者數(shù)天的使用需求，并且能使電動汽車的行駛里程增加到500英里（約804公里）以上。
這項新技術(shù)被稱為固態(tài)電池技術(shù)，它用陶瓷材料取代了當(dāng)今電池中的液態(tài)電解質(zhì)。鋰離子電池中的液體和汽油一樣易燃，這就是航空領(lǐng)域禁止在飛機上使用它們的原因。一些事故是由鋰電池的缺陷引起的。
總部位于科羅拉多州的Solid Power公司首席執(zhí)行官Josh Duettner-Garrett表示：“固態(tài)電池技術(shù)終于起飛了。”
他的公司專注于開發(fā)固態(tài)電池。本周，它與寶馬公司結(jié)盟，后者已經(jīng)承諾在未來10年內(nèi)為其生產(chǎn)的每一款產(chǎn)品提供某種形式的電池組件，無論是傳統(tǒng)的混合動力車、插電式電動車還是純電動汽車（BEV）。
今天的鋰離子電池與早期的鉛酸、鎳鎘和鎳金屬氫化物技術(shù)相比有了很大的進步。但是，隨著最新的遠程電動汽車進入市場，如特斯拉的Model 3和雪佛蘭的Bolt，它們需要配備超過700磅（約合635斤）的電池。
讓事情變得復(fù)雜的是，這種電池需要幾個小時來充電，而且鋰技術(shù)也不便宜。
根據(jù)行業(yè)數(shù)據(jù)，汽車電池的價格從2010年的每千瓦時700美元左右，跌至如今的不到200美元。但要滿足一輛行駛里程為200英里的電動汽車的需求，60千瓦時的電池仍然需要花費1萬多美元。
專家稱，固態(tài)電池技術(shù)有望在三個關(guān)鍵領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)飛躍，其中一項就是同樣大小的電池的供電能力至少能夠提升兩倍，即能量密度得到提升。最終電池的能量密度能夠再翻一番。
這將使汽車制造商在相同里程范圍需求下將電池尺寸減半，或者讓汽車?yán)m(xù)航里程加倍并且提升性能，或者他們可以在續(xù)航里程和提高性能之間找到平衡。
Duettner-Garrett表示，固態(tài)電池也可實現(xiàn)超快充電，為電動汽車充電就像為燃油汽車添加燃料一樣簡單省時。換句話說，只需要5到10分鐘就能充滿電。
至于價格，波士頓咨詢公司最近的一項研究估計，5年內(nèi)鋰離子電池的價格將降至每千瓦時70美元。但分析師澤維爾莫斯特（Xavier Mosquet）表示，固態(tài)電池可能會比鋰離子電池便宜20%。
寶馬絕不是唯一一家計劃使用固態(tài)電池技術(shù)的公司。
豐田已經(jīng)暗示，將在2021年前后在美國新工廠的電動汽車生產(chǎn)線中引進這項技術(shù)。豐田本月與松下結(jié)盟，松下已經(jīng)成為全球最大的鋰電池供應(yīng)商之一，預(yù)計該公司將專注于固態(tài)電池技術(shù)。
另一家活躍的公司就是英國的陶瓷制造商戴森公司。2015年10月，它獲得了Sakti3技術(shù)。今年早些時候，戴森透露，計劃成立自己的電動汽車子公司，該公司將使用新電池。它還計劃使用這項技術(shù)來提高無繩設(shè)備的吸引力。
固態(tài)電池一直以來都在進步，像Duettner-Garrett這樣的支持者也承認(rèn)，他們還沒有完全準(zhǔn)備好。
電池制造商已經(jīng)在實驗室里展示了這項技術(shù)，現(xiàn)在它們必須確保能夠批量生產(chǎn)固態(tài)電池，然后證明它們能夠在電動汽車每天運行的特定充電環(huán)境中使用。
