日本為甚么全國大力研發全固態電池？

日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）宣布，該國部分公司及學術機構將展開產學研合作，聯合研發下一代電動車全固態鋰電池，力爭早日使用于新能源汽車產業。這是NEDO有關全固態鋰電池研究的第二期合作項目。

據NEDO解析，該項目預計總投資100億日元（約合5.8億元），該項目預計總投資100億日元（約合5.8億元人民幣），豐田、本田、日產、松下等23家汽車、電池和材料公司，以及京都大學、日本理化學研究所等15家學術機構將共同參與研究，計劃到2022年全面掌握全固態電池相關技術。

日本政府加大全固態電池研發力度的目的之一是重新占據市場主導地位——在我國公司的追趕下，日本公司在車用電池范疇市場份額銳減。那全固態電池究竟具有如何的突出優點，以至日本舉國上下全力一搏呢？

NEDO稱，下一代汽車（含清潔柴油車、混合動力車、電動車等）是全球汽車業的將來發展方向。日本眾多廠商已紛紛推出純電動車及插電式混合動力汽車的大規模銷售計劃，更高效的車載電池也因此備受關注。

全固態鋰電池結構里沒有氣體和液體，所有材料都以固態形式存在，高密度性、高安全性等性能使其與傳統液態電池相比更具優點，在新能源汽車范疇使用前景廣闊。此前，工信部等四部委印發的《促使汽車動力鋰離子電池產業發展行動辦法》明確提出，加大投入研發新的動力鋰電體系，其中就包括固態電池等新型電池。

日本政府加大全固態電池研發力度的目的之一是重新占據市場主導地位。在車用電池范疇，日本公司走在前列，2013年占據全球70%的市場份額，但2013年市場占有率僅為3%的我國公司，到2016年已張大到26%，而日本公司則減至41%。從今年五月開始，日本經濟產業省將向技術研究協會——鋰電池材料評價研究中心（LIBTEC）投資16億日元（約人民幣9349萬元）。

按照《我國制造2025》確定的技術目標，2020年鋰電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達到400Wh/kg，2030年能量密度達到500Wh/kg。顯然，新能源汽車產業中長期發展要新的技術儲備，全固態鋰電池則有望成為下一代車用動力鋰離子電池主導技術路線。

全固態電池技術有哪些優點？

此前，雷諾汽車業務負責人諾曼德公開表示，全固態電池是汽車工業的新希望，在成本、密度和熱穩定性方面都較目前的鋰電池有巨大優點，將來將主使用于長續航的電動車。

全固態電池在電池范疇發展的根本驅動力之一就是安全性。傳統鋰電池的隔膜和電解液。依據電池的電極材料特性，在大電流下工作可能出現鋰枝晶，從而刺破隔膜導致短路，電池損壞；而電解液為有機液體，在高溫下發生副反應、氧化分析、出現氣體、發生燃燒的傾向都會加劇。

此外，全固態電池相比傳統鋰電池優勢也比較分明：

首先，相同能量下，全固態電池更薄且體積更小。傳統鋰電池中，隔膜和電解液共占據了電池中近4成的體積和2成的質量。倘若用固態電解質取代，那么電極間距可以縮短到微米級，極大降低電池厚度，因此全固態電池技術是電池小型化，薄膜化的必經之路。

不僅如此，經過氣相沉積制備的全固態電池，其整體厚度可能惟有幾十個微米，因此就可以制成非常小的電源器件，整合到MEMS（微機電系統）范疇，從而方便電池使用在新型小尺寸智能電子設備，實現終端產品的小微型化。

其次，全固態電池輕便，能量密度高。使用了全固態電解質后，鋰電池的適用材料體系也會發生改變，可以使用金屬鋰來做負極取代石墨負極這樣可以分明減輕負極材料的用量，使得整個電池的能量密度有分明提高。

值得一提的是，使用全固態電池，可以處理許多新型高性能電極材料與現有的電解液體系的兼容性問題。

綜合考慮到以上兩大因素，全固態電池相比于一般鋰電池，能量密度可以有一個較大幅度的提升。目前為止，許多試驗室中，都已經可以小規模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態電池。

從能量密度的數據上看，全固態電池帶給人們更多的直觀體會是我們的手機等電子產品從“一天一充”升級到“兩天一充”。

總之，全固態鋰電池使用固態電解質，具有高密度性、高安全性等特點，相關于傳統液態電池更具優點，在新能源汽車等范疇使用前景廣闊。

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