大力研發(fā)全固態(tài)電池，或?qū)⒊蔀橄乱淮姵匕l(fā)展大趨勢(shì)
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-27 10:52
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據(jù)新華社6月16日?qǐng)?bào)道，日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)日前宣布，該國(guó)部分企業(yè)及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將在未來(lái)5年內(nèi)聯(lián)合研發(fā)下一代電動(dòng)車全固態(tài)鋰電池，力爭(zhēng)早日應(yīng)用于新能源汽車產(chǎn)業(yè)。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資100億日元（約合5.8億元人民幣），豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家汽車、電池和材料企業(yè)，以及京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究所等15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將共同參與研究，計(jì)劃到2022年全面掌握全固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)。
近年來(lái)，固態(tài)電池技術(shù)被認(rèn)為是電動(dòng)汽車發(fā)展的下一個(gè)重大發(fā)展。這種電池使用固體電解質(zhì)，在質(zhì)量和體積不變的前提下，全固態(tài)電池的能量密度可超過(guò)500Wh/kg，比現(xiàn)有鋰電池能量密度提高近一倍，而且能夠在溫度更低的環(huán)境下使用。此外，固態(tài)電池的成本預(yù)計(jì)會(huì)更低，而且比現(xiàn)在的電池更安全可靠。
此前，2017年3月，工信部等四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》明確提出，加大投入研發(fā)新的動(dòng)力鋰電體系，其中就包括固態(tài)電池等新型電池。隨著巨頭汽車公司的推動(dòng)以技術(shù)上的不斷突破，固態(tài)電池將迎來(lái)風(fēng)口。
毫無(wú)疑問(wèn)，最近十年電子產(chǎn)品的發(fā)展非常快，其中智能手機(jī)更是最具代表性的，但其實(shí)相比起處理器性能的提高，手機(jī)電池的技術(shù)卻一直沒(méi)什么長(zhǎng)進(jìn)，這也是為什么有人說(shuō)：「5年內(nèi)手機(jī)上的電池，依然進(jìn)步緩慢。只能在容量、充電速度、充電方式上做文章。能源革命不是那么容易的。電池真的突破了，不亞于一次工業(yè)革命?！共贿^(guò)現(xiàn)在革命確實(shí)還沒(méi)有來(lái)，但是有一種完勝鋰電池的固態(tài)電池卻正式迎來(lái)了商用。
根據(jù)外媒CNET的報(bào)道， 科羅拉多州固態(tài)動(dòng)力已經(jīng)開始商用固態(tài)電池技術(shù)，而首個(gè)合作伙伴是寶馬，后者承諾計(jì)劃在未來(lái)三年推出第一款采用固態(tài)電池技術(shù)的電動(dòng)汽車，并且還會(huì)在十年內(nèi)為旗下每款產(chǎn)品提供某種形式的電池組件，包括純電動(dòng)汽車、混動(dòng)車型以及輕混動(dòng)車型。
實(shí)際上，固態(tài)電池之所以被寶馬所重視主要是因?yàn)檫@幾個(gè)方面：
1、相同密度下，固態(tài)電池續(xù)航里程至少是鋰電池的兩倍，這意味著廠商在保持同尺寸電池的情況下增加一整倍續(xù)航，或者保持同樣續(xù)航情況下減小一半的電池尺寸。
2、固態(tài)電池使用陶瓷材料取代了一般電池中的液體電解質(zhì)，這一變化最大的好處就是徹底解決了鋰離子電池中液體和汽油易燃導(dǎo)致安全事故的隱憂。同時(shí)，這也為更快的充電速度提供了基礎(chǔ)。
3、新電池的成本并不低，據(jù)稱鋰電池將在7年內(nèi)降到70美元/千瓦時(shí)，但固態(tài)電池的價(jià)格還是能便宜20%。
當(dāng)然，除了寶馬外特斯拉也都計(jì)劃將在未來(lái)幾年采用固態(tài)電池技術(shù)，不過(guò)這些都是用在電動(dòng)汽車上，但理論上這種技術(shù)同樣可以在移動(dòng)設(shè)備上使用，也就是智能手機(jī)很可能在未來(lái)幾年內(nèi)享受到這種福利，就看誰(shuí)會(huì)率先采用了。
記者今天在清陶公司生產(chǎn)線上看到，一款大小厚薄如撲克牌的柔性固態(tài)鋰電池，用剪刀從中一剪兩斷，半截電池供電的小燈泡依然閃亮，肉眼看不出亮度有絲毫衰減。這款神奇的電池，“彎折、卷曲萬(wàn)次，電池容量衰減低于5%;被剪切或穿孔后不冒煙、不燃燒、不爆炸，并且仍正常放電……”清陶公司總經(jīng)理李崢介紹說(shuō)，“這是清陶公司用全過(guò)程自主研發(fā)技術(shù)，在全過(guò)程自主研發(fā)的生產(chǎn)工藝和產(chǎn)線上，打造的首款批量應(yīng)用于市場(chǎng)的固態(tài)鋰電池。”
中科院院士、清華大學(xué)教授南策文稱，相較于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池而言，固態(tài)鋰電池具有高安全性、高能量密度和柔性化等優(yōu)點(diǎn)，電池能量密度可達(dá)400Wh以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)液態(tài)鋰電池的能量密度。清陶公司新產(chǎn)品的推出，意味著我國(guó)已突破固態(tài)鋰電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化核心技術(shù)。其中，氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料替代電解液、納米陶瓷隔膜材料開發(fā)和應(yīng)用等走在世界前列。
固態(tài)鋰電池有別于聚合物電池、薄膜電池、凝膠電池等概念，是目前學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界公認(rèn)的下一代鋰電池發(fā)展方向，很多國(guó)際知名汽車企業(yè)都在這個(gè)領(lǐng)域有所布局。據(jù)了解，固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化是清陶公司近年來(lái)的首要任務(wù)，清陶?qǐng)F(tuán)隊(duì)全過(guò)程自主研發(fā)固態(tài)鋰電池技術(shù)始于2002年，共有100多項(xiàng)成果申報(bào)專利，其中8項(xiàng)核心技術(shù)獲得國(guó)家發(fā)明專利授權(quán)。清陶公司從2016年在昆山成立至今，在南策文院士團(tuán)隊(duì)的帶領(lǐng)下，克服重重困難，成功實(shí)現(xiàn)了氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料、功能型離子導(dǎo)體陶瓷復(fù)合隔膜等研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。此前，在昆山產(chǎn)業(yè)科創(chuàng)中心建設(shè)推進(jìn)大會(huì)上，南策文院士團(tuán)隊(duì)榮膺昆山市“頭雁人才”及團(tuán)隊(duì)稱號(hào)，并獲得1億元項(xiàng)目資助。
清陶(昆山)能源發(fā)展有限公司董事長(zhǎng)馮玉川表示，未來(lái)，清陶公司將打造從材料研發(fā)，到安全高儲(chǔ)能電池生產(chǎn)，到新能源汽車、智能終端等應(yīng)用，再到電池梯次利用、電池回收處理等循環(huán)發(fā)展體系。
