電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
“雖然今朝全固態電池使用于新能源汽車的技術還不夠成熟，但是，目前中國和日本在全固態電池研發方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量產全固態電池。”
近年來，鋰離子電池安全事故頻發，多個電動車品牌再三發生“自燃”事件，引發公眾對鋰離子電池安全性的擔憂。在此背景下，越來越多的企業把目光投向了更輕、更安全且充電更快的固態電池。
日前，雷諾汽車高級副總裁吉爾斯·諾曼德就公開表示，到2025年，雷諾旗下電動車可能會使用鈷含量為零的固態電池。據悉，新一代的固態電池產品將由電池公司IonicMaterials提供技術支持，該公司將在美國密歇根州Romulus電池工廠制作固態電池，并擬于今年年底前進行OEM探測。
為規避資源制約而研發無鈷電池
事實上，早在2018年初，雷諾-日產-三菱聯盟就已在無鈷固態電池范疇進行了布局。彼時，其設立了10億美元風投基金，首個投資即為IonicMaterials公司的無鈷固態電池研發。同年3月，豐田及雷諾-日產-三菱聯盟還分別表示，擬在2022年至2025年間推出搭載固態電池的電動車。
“從技術角度看，目前傳統鋰電池的能量密度已達到上限，很難再有沖破。同時，由于傳統液態鋰電池中的隔膜和電解液占用較大，且液態電解質在高溫下會萌生氧化分析、萌生氣體、發生燃燒等安全問題，所以，目前既能達到高能量密度又能兼容高安全性的固態電池正逐漸成為動力電池技術將來發展的緊要方向。”汽車分解師沈建斌告訴記者，固態電池使用的是固體電極和固體電解質，其不僅可以有效減少電池的體積和質量，同時還能有效提升電池的能量密度。“這是針對當前鋰離子電池高能量密度和高安全性相矛盾的特點延伸出來的技術路線，安全指數更高，因而獲得車企的酷愛不足為奇。”
記者留意到，雷諾汽車計劃使用的是零含鈷量固態電池，而這與一般的固態電池又有何區別？“鈷是目前鋰電池中所必需的貴金屬，但其產量稀少，過于依靠它勢必會影響到將來電動車的發展。”沈建斌坦言，雷諾選擇零含鈷量固態電池，或是為了消除對鈷的依靠，更好地降低成本和避開資源制約。
據知道，目前布局無鈷電池的車企并不止雷諾一家。松下就曾在2018年宣布，計劃在2-3年內將大規模加工的電池鈷含量降低一半。而特斯拉CEO馬斯克也同樣表示過，想要將鈷的使用量筆直降為零。“這是車企在布局和規避鈷資源的制約。”沈建斌表示。
技術成熟度仍待增強
作為動力電池將來發展的一個緊要方向，盡管目前固態電池技術已經得到沖破，但業內卻普遍認為，由于目前的加工制備成熟度還有待增強，規模化、自動化的加工線還需要進一步研發，固態電池距離產業化、商業化還有一定的距離。
“當前市面上的固態電池，通常是有機電解液里面加了一些固態，或者是在固態里面加了有機電解液，安全性好不好，取決于液態電解液所占比例的多少。想要高安全性，還是全固態電池更安全，但全固態電池是一個非常困難的研究方向。”清華大學電池安全試驗室主任馮旭寧坦言。
“用戶希望電池的導電率特別高，因為這樣鋰離子傳輸得快，快充和放電能力就會比較好。好比我們拿一杯電解液和一塊硬的固體去測它們的導電率，液體電解質的導電性分明好于固態電解質。因此，長期以來沒有太多人關注固態電池。”馮旭寧進一步解釋。
除了技術上的不成熟，成本偏高也是目前制約固態電池發展的因素之一。“在規模化加工和使用之前，固態電池的成本肯定是比較高的，但將來其成本還是能降下來的。因為從電池加工的發展歷程來看，如果它能夠滿足所有的性能要求，成本下降指日可待。”馮旭寧表示。
“雖然今朝全固態電池使用于新能源汽車的技術還不夠成熟，但是，目前中國和日本在全固態電池研發方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量產全固態電池。”馮旭寧表示，將來想要實現規模化加工的固態電池顯然是有可能的。
沈建斌則進一步表示，固態電池的發展還有很長一段路要走，預計其實現小規模量產或是在2020年以后，大規模使用則需要更長的時間。
原標題:固態電池商用前景引關注
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