固態(tài)電池不需要易燃液體電解質(zhì)，可提供顯著改善的操作可靠性
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-03-25 17:41
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即將到來的固態(tài)電池技術(shù)飛躍為此提供了“翻盤”機(jī)會(huì)。
作為德國也是歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)（Fraunhofer-Gesellschaft）在做一個(gè)關(guān)于固態(tài)電池的戰(zhàn)略性國際合作計(jì)劃，據(jù)悉，該計(jì)劃由瑞士Dübendorf（CH）的Empa和德國Würzburg大學(xué)的Fraunhofer硅酸鹽研究所ISC承擔(dān)，其在1月啟動(dòng)了一個(gè)固態(tài)電池的項(xiàng)目。
FraunhoferISC將提供其在固態(tài)電池工藝開發(fā)和電池生產(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，并生產(chǎn)出第一批固態(tài)電池。
固態(tài)電池不需要易燃液體電解質(zhì)，因此可提供顯著改善的操作可靠性。它們還在尺寸和重量方面提供優(yōu)勢，因?yàn)樾枰惶珡?fù)雜的安全殼體。此外，使用金屬負(fù)極材料（鋰）代替目前在固態(tài)電池中常用的石墨負(fù)極，可以提高能量密度和顯著縮短充電時(shí)間。
雖然未來固態(tài)電池的各個(gè)組件（正極，負(fù)極，電解質(zhì)）已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中得到很好的研究，但最大的挑戰(zhàn)是將它們集成到穩(wěn)定的集成系統(tǒng)中。在盡可能多的充電和放電循環(huán)中實(shí)現(xiàn)高性能的長使用壽命是非常重要的，以便超越當(dāng)今的傳統(tǒng)鋰電池系統(tǒng)。
而Empa與FraunhoferISC之間的合作，就旨在消除固態(tài)電池工業(yè)生產(chǎn)中最重要的技術(shù)障礙。
豐田：全固態(tài)電池電動(dòng)汽車2022年上市
說起做技術(shù)，日本人一直保持全球領(lǐng)先地位。
在動(dòng)力電池領(lǐng)域，豐田正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)汽車。據(jù)了解，全固態(tài)電池電動(dòng)汽車不僅可以增加續(xù)航里程還可將充電時(shí)間縮短至幾分鐘。根據(jù)豐田的計(jì)劃，這款電動(dòng)汽車將于2022年上市銷售。
豐田官方發(fā)言人KayoDoi表示，豐田希望能在2022年前后將全固態(tài)電池商業(yè)化，以此來彌補(bǔ)豐田與日產(chǎn)、特斯拉等電動(dòng)汽車先導(dǎo)企業(yè)之間的差距。
菲斯克：充電一分鐘續(xù)航800公里
菲斯克（Fisker）2018年年初發(fā)布了搭載石墨烯固態(tài)電池的電動(dòng)超跑Emotion，據(jù)稱該款電動(dòng)汽車可實(shí)現(xiàn)“充電一分鐘續(xù)航800公里”。
菲斯克一直在做固態(tài)電池方面的研究，研究方向在于如何使動(dòng)力電池的單次充電續(xù)航里程超過800公里，且充電速度快于傳統(tǒng)汽車加油的速度。據(jù)了解，菲斯克預(yù)計(jì)此項(xiàng)研究將于2023年正式應(yīng)用到電動(dòng)汽車上。
動(dòng)力方面，新車計(jì)劃搭載一套145kWh的電池組，綜合續(xù)航里程超過400英里（約644公里），最高時(shí)速可達(dá)161英里/小時(shí)（約合259公里/小時(shí)）?？斐淠Ｊ较拢?分鐘可達(dá)到160公里的續(xù)航里程。
天際：固態(tài)電池樣車亮相展示
2019年年初，天際展出國內(nèi)首臺(tái)固態(tài)電池電動(dòng)汽車ME7。天際董事長兼CEO張海亮透露，天際固態(tài)電池將于2021年批量生產(chǎn)并裝車上市。屆時(shí)，天際將成為中國首家采用批產(chǎn)固態(tài)電池技術(shù)的主機(jī)廠，天際ME7也將成為國內(nèi)首款以固態(tài)電池作為動(dòng)力來源的新能源車。
根據(jù)規(guī)劃，2019年天際將推出能量密度大幅增加的新一代固態(tài)電池產(chǎn)品，顯著提升循環(huán)壽命、電導(dǎo)率、批量工藝成熟度等關(guān)鍵指標(biāo)。張海亮表示，預(yù)計(jì)到2021年，天際固態(tài)電池電芯能量密度可達(dá)300Wh/kg以上，PACK能量密度達(dá)到220Wh/kg，達(dá)到初步商業(yè)化的技術(shù)狀態(tài)。
事實(shí)上，不光是整車企業(yè)，動(dòng)力電池企業(yè)同樣在固態(tài)電池領(lǐng)域奮勇爭先。
清陶能源已開發(fā)出單體能量密度達(dá)到430Wh/kg的高能量密度全固態(tài)電池，在量產(chǎn)階段可輕松達(dá)到300Wh/kg以上。2018年11月，其建成的全國首條固態(tài)鋰電池產(chǎn)線已正式投產(chǎn)，該條總投資達(dá)1億元的生產(chǎn)線產(chǎn)能規(guī)模為0.1GWh，已經(jīng)量產(chǎn)出第一批固態(tài)電池產(chǎn)品，目前可日產(chǎn)1萬顆電芯。
寧德時(shí)代在固態(tài)電池領(lǐng)域也早有布局。據(jù)董事長曾毓群此前介紹，寧德時(shí)代正在加速推進(jìn)電動(dòng)汽車用的全固態(tài)鋰金屬電池研發(fā)的步伐，在聚合物、硫化物基固態(tài)電池及全固態(tài)電池制造工藝方面，也分別開展了相關(guān)的研發(fā)工作并取得了初步進(jìn)展。
比亞迪很早就開始布局固態(tài)電池的相關(guān)研發(fā)工作，據(jù)了解，比亞迪已將固態(tài)電池作為下一步研發(fā)重點(diǎn)，目前已經(jīng)在做小規(guī)模的試用。
國軒高科的半固態(tài)電池技術(shù)已處于實(shí)驗(yàn)室向中試轉(zhuǎn)換階段，計(jì)劃2019年建設(shè)中試線。同時(shí)，國軒高科更緊密關(guān)注著包括固態(tài)電解質(zhì)在內(nèi)的上游關(guān)鍵原材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。
贛鋒鋰業(yè)固態(tài)鋰電池產(chǎn)品處于試驗(yàn)階段，已通過多項(xiàng)第三方安全測試。
中國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長、中國科學(xué)院院士歐陽明高強(qiáng)調(diào)，固態(tài)電池將成為動(dòng)力電池遠(yuǎn)期發(fā)展的重要目標(biāo)體系之一，雖然目前受到固固界面穩(wěn)定性和金屬鋰負(fù)極可充性問題的制約，真正的全固態(tài)鋰金屬電池技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟，但是從電解質(zhì)的角度會(huì)從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合，到固態(tài)，最后到全固態(tài)，將會(huì)成為未來固態(tài)電池的技術(shù)發(fā)展路線。
雖然目前固態(tài)電池仍處于研發(fā)推廣階段，并且面臨技術(shù)難題、制造成本、量產(chǎn)規(guī)?；确矫娴奶魬?zhàn)，但不可否認(rèn)，固態(tài)電池已經(jīng)“箭在弦上”，未來將很可能成為百姓心中最理想的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池，為新能源汽車行業(yè)帶來全新的技術(shù)變革。
作為德國也是歐洲最大的應(yīng)用科學(xué)研究機(jī)構(gòu)，弗勞恩霍夫應(yīng)用研究促進(jìn)協(xié)會(huì)（Fraunhofer-Gesellschaft）在做一個(gè)關(guān)于固態(tài)電池的戰(zhàn)略性國際合作計(jì)劃，據(jù)悉，該計(jì)劃由瑞士Dübendorf（CH）的Empa和德國Würzburg大學(xué)的Fraunhofer硅酸鹽研究所ISC承擔(dān)，其在1月啟動(dòng)了一個(gè)固態(tài)電池的項(xiàng)目。
FraunhoferISC將提供其在固態(tài)電池工藝開發(fā)和電池生產(chǎn)方面的經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)，并生產(chǎn)出第一批固態(tài)電池。
固態(tài)電池不需要易燃液體電解質(zhì)，因此可提供顯著改善的操作可靠性。它們還在尺寸和重量方面提供優(yōu)勢，因?yàn)樾枰惶珡?fù)雜的安全殼體。此外，使用金屬負(fù)極材料（鋰）代替目前在固態(tài)電池中常用的石墨負(fù)極，可以提高能量密度和顯著縮短充電時(shí)間。
雖然未來固態(tài)電池的各個(gè)組件（正極，負(fù)極，電解質(zhì)）已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中得到很好的研究，但最大的挑戰(zhàn)是將它們集成到穩(wěn)定的集成系統(tǒng)中。在盡可能多的充電和放電循環(huán)中實(shí)現(xiàn)高性能的長使用壽命是非常重要的，以便超越當(dāng)今的傳統(tǒng)鋰電池系統(tǒng)。
而Empa與FraunhoferISC之間的合作，就旨在消除固態(tài)電池工業(yè)生產(chǎn)中最重要的技術(shù)障礙。
豐田：全固態(tài)電池電動(dòng)汽車2022年上市
說起做技術(shù)，日本人一直保持全球領(lǐng)先地位。
在動(dòng)力電池領(lǐng)域，豐田正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)汽車。據(jù)了解，全固態(tài)電池電動(dòng)汽車不僅可以增加續(xù)航里程還可將充電時(shí)間縮短至幾分鐘。根據(jù)豐田的計(jì)劃，這款電動(dòng)汽車將于2022年上市銷售。
豐田官方發(fā)言人KayoDoi表示，豐田希望能在2022年前后將全固態(tài)電池商業(yè)化，以此來彌補(bǔ)豐田與日產(chǎn)、特斯拉等電動(dòng)汽車先導(dǎo)企業(yè)之間的差距。
菲斯克：充電一分鐘續(xù)航800公里
菲斯克（Fisker）2018年年初發(fā)布了搭載石墨烯固態(tài)電池的電動(dòng)超跑Emotion，據(jù)稱該款電動(dòng)汽車可實(shí)現(xiàn)“充電一分鐘續(xù)航800公里”。
菲斯克一直在做固態(tài)電池方面的研究，研究方向在于如何使動(dòng)力電池的單次充電續(xù)航里程超過800公里，且充電速度快于傳統(tǒng)汽車加油的速度。據(jù)了解，菲斯克預(yù)計(jì)此項(xiàng)研究將于2023年正式應(yīng)用到電動(dòng)汽車上。
動(dòng)力方面，新車計(jì)劃搭載一套145kWh的電池組，綜合續(xù)航里程超過400英里（約644公里），最高時(shí)速可達(dá)161英里/小時(shí)（約合259公里/小時(shí)）?？斐淠Ｊ较拢?分鐘可達(dá)到160公里的續(xù)航里程。
天際：固態(tài)電池樣車亮相展示
2019年年初，天際展出國內(nèi)首臺(tái)固態(tài)電池電動(dòng)汽車ME7。天際董事長兼CEO張海亮透露，天際固態(tài)電池將于2021年批量生產(chǎn)并裝車上市。屆時(shí)，天際將成為中國首家采用批產(chǎn)固態(tài)電池技術(shù)的主機(jī)廠，天際ME7也將成為國內(nèi)首款以固態(tài)電池作為動(dòng)力來源的新能源車。
根據(jù)規(guī)劃，2019年天際將推出能量密度大幅增加的新一代固態(tài)電池產(chǎn)品，顯著提升循環(huán)壽命、電導(dǎo)率、批量工藝成熟度等關(guān)鍵指標(biāo)。張海亮表示，預(yù)計(jì)到2021年，天際固態(tài)電池電芯能量密度可達(dá)300Wh/kg以上，PACK能量密度達(dá)到220Wh/kg，達(dá)到初步商業(yè)化的技術(shù)狀態(tài)。
事實(shí)上，不光是整車企業(yè)，動(dòng)力電池企業(yè)同樣在固態(tài)電池領(lǐng)域奮勇爭先。
清陶能源已開發(fā)出單體能量密度達(dá)到430Wh/kg的高能量密度全固態(tài)電池，在量產(chǎn)階段可輕松達(dá)到300Wh/kg以上。2018年11月，其建成的全國首條固態(tài)鋰電池產(chǎn)線已正式投產(chǎn)，該條總投資達(dá)1億元的生產(chǎn)線產(chǎn)能規(guī)模為0.1GWh，已經(jīng)量產(chǎn)出第一批固態(tài)電池產(chǎn)品，目前可日產(chǎn)1萬顆電芯。
寧德時(shí)代在固態(tài)電池領(lǐng)域也早有布局。據(jù)董事長曾毓群此前介紹，寧德時(shí)代正在加速推進(jìn)電動(dòng)汽車用的全固態(tài)鋰金屬電池研發(fā)的步伐，在聚合物、硫化物基固態(tài)電池及全固態(tài)電池制造工藝方面，也分別開展了相關(guān)的研發(fā)工作并取得了初步進(jìn)展。
比亞迪很早就開始布局固態(tài)電池的相關(guān)研發(fā)工作，據(jù)了解，比亞迪已將固態(tài)電池作為下一步研發(fā)重點(diǎn)，目前已經(jīng)在做小規(guī)模的試用。
國軒高科的半固態(tài)電池技術(shù)已處于實(shí)驗(yàn)室向中試轉(zhuǎn)換階段，計(jì)劃2019年建設(shè)中試線。同時(shí)，國軒高科更緊密關(guān)注著包括固態(tài)電解質(zhì)在內(nèi)的上游關(guān)鍵原材料的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度。
贛鋒鋰業(yè)固態(tài)鋰電池產(chǎn)品處于試驗(yàn)階段，已通過多項(xiàng)第三方安全測試。
中國電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長、中國科學(xué)院院士歐陽明高強(qiáng)調(diào)，固態(tài)電池將成為動(dòng)力電池遠(yuǎn)期發(fā)展的重要目標(biāo)體系之一，雖然目前受到固固界面穩(wěn)定性和金屬鋰負(fù)極可充性問題的制約，真正的全固態(tài)鋰金屬電池技術(shù)還遠(yuǎn)未成熟，但是從電解質(zhì)的角度會(huì)從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合，到固態(tài)，最后到全固態(tài)，將會(huì)成為未來固態(tài)電池的技術(shù)發(fā)展路線。
雖然目前固態(tài)電池仍處于研發(fā)推廣階段，并且面臨技術(shù)難題、制造成本、量產(chǎn)規(guī)?；确矫娴奶魬?zhàn)，但不可否認(rèn)，固態(tài)電池已經(jīng)“箭在弦上”，未來將很可能成為百姓心中最理想的電動(dòng)汽車用動(dòng)力電池，為新能源汽車行業(yè)帶來全新的技術(shù)變革。
