三元鋰電池能量密度接近極限，固態電池何時擔起重任？

目前純電動車的發展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的沖破，純電動車的續航里程就無法大幅提高，純電動車的發展將智能依靠于政策支持，缺乏市場動力。

近日，我國科學院寧波材料技術與工程研究所宣布，由其牽頭承擔的納米先導專項“全固態電池”課題已通過驗收。這一技術進展將推動國內全固態鋰電池的規模化使用。

業內人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經接近極限，很難再有大的沖破。要想進一步提升三元鋰電池的能量密度，就要進一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后，由于高鎳的熱穩定性很差，電池內部的熱反應就會非常劇烈，安全問題令人擔憂。

依賴三元鋰電池技術路線，動力鋰離子電池能量密度要做到350Wh／kg的目標，難度很大。因此行業希望依賴固態電池進一步提升電池能量密度。

固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。其固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液，高溫下表現良好，安全性更高。固態電池會大大降低電動車自燃的概率。

越來越多的國內外公司和研究機構將重心聚集到了全固態鋰電池上。大眾曾宣布計劃研發續航1000km固態電池；豐田汽車預計2022年完成固態電池的研發工作，并計劃于2030年實現量產。

電解質材料是全固態鋰電池技術的核心，目前固態電解質的研究緊要聚集在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經有商業化的使用案例；氧化物循環性能良好，適用于薄膜柔性結構；硫化物電導率最高，是將來緊要方向。

不過，固態電池依然面對一些技術難題。固態電解質具有高的電阻，在電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在技術挑戰。今年五月，豐田表示期待在2020年以后能制造出固態電池，但若要實現固態電池的量產，還要等到2030年以后。

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