半固態(tài)鋰電池有望先行用于電動(dòng)汽車

　　近日，IEEE《光譜》雜志在官網(wǎng)發(fā)表文章稱，美國馬薩諸塞州的“固體能源系統(tǒng)公司”(Solid Energy Systems)有望成為第一家銷售半固態(tài)電池的公司。該公司第一批半固態(tài)鋰電池已經(jīng)亮相，計(jì)劃今年晚些時(shí)候用于無人機(jī)，2019年進(jìn)入可穿戴設(shè)備領(lǐng)域，2021年用于電動(dòng)汽車領(lǐng)域。

　　據(jù)悉，該公司將純鋰箔制成的超薄陽極涂上一層混合聚合物陶瓷電解質(zhì)，以使鋰鹽在室溫下傳導(dǎo)離子。通過該設(shè)計(jì)生產(chǎn)的鋰電池為半固態(tài)鋰電池，比傳統(tǒng)的鋰離子電池設(shè)計(jì)更安全，能量密度也是目前普通鋰離子電池的兩倍，而且可以重復(fù)充電23000次。目前使用傳統(tǒng)電池只能維持20分鐘飛行的先進(jìn)無人機(jī)，借助新電池能飛行40分鐘或更長時(shí)間。

　　另據(jù)國家科技部網(wǎng)站消息，日前意大利博洛尼亞大學(xué)研究人員經(jīng)過8年努力，研發(fā)出了一種新型半固態(tài)氧流量鋰電池NESSOX。具有高達(dá)1兆瓦時(shí)/噸的能量密度，同時(shí)還可以像汽車“加油”一樣，在幾分鐘內(nèi)通過更換電池內(nèi)部液體電解質(zhì)完成充電。該電池采用一種新型液體電解質(zhì)，能夠有效抑制導(dǎo)致電池失效的物質(zhì)生成，并保持電池性能穩(wěn)定，這種新型高能量密度半固態(tài)鋰氧電池表現(xiàn)出了優(yōu)異特性。基于NESSOX的優(yōu)秀性能和應(yīng)用前景，該項(xiàng)目獲得了意大利國家創(chuàng)新獎(jiǎng)等多個(gè)獎(jiǎng)項(xiàng)，博洛尼亞大學(xué)專門成立了名為Bettery的公司，正在尋找合作伙伴籌集資金，推動(dòng)NESSOX的應(yīng)用發(fā)展。

　　半固態(tài)鋰電有望先行應(yīng)用

　　固態(tài)鋰電與目前鋰電池的最大區(qū)別在于固態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)鋰電采用固態(tài)電解質(zhì)以后，一方面可以提升電池的電壓平臺(tái)，進(jìn)一步提升電池的能量密度;另一方面，在固-固反應(yīng)中減少了氣體的排放，提升了電池的安全性能。

　　盡管固態(tài)鋰電池相較于目前主流電池體系好處多多，但固態(tài)鋰電池技術(shù)的研發(fā)也并非一帆風(fēng)順。妙盛動(dòng)力科技有限公司董事長邱則有日前在接受電池中國網(wǎng)采訪時(shí)表示，全固態(tài)鋰電池功率密度偏低、界面阻抗過大、循環(huán)次數(shù)低等技術(shù)難點(diǎn)一直未取得關(guān)鍵性突破，短期內(nèi)很難快速產(chǎn)業(yè)化。但邱則有認(rèn)為，半固態(tài)鋰電池在技術(shù)上相對(duì)較易實(shí)現(xiàn)，目前該公司已在探索。

　　持上述觀點(diǎn)的業(yè)內(nèi)人士不在少數(shù)。日產(chǎn)研究與先進(jìn)工程高級(jí)副總裁淺見孝雄曾表態(tài)稱，盡管全固態(tài)電池在實(shí)驗(yàn)室里確實(shí)表現(xiàn)不凡，但如果將其做大并放入汽車中，在續(xù)駛里程、安全和成本方面仍無法得到保障，技術(shù)上還需要更多突破。他認(rèn)為，到2025年前，全固態(tài)電池技術(shù)還無法完善地應(yīng)用在電動(dòng)汽車上，其中的障礙包括成本和生產(chǎn)難度等。

　　“固體能源系統(tǒng)公司”創(chuàng)始人胡啟超也表示，很多人試圖找到百分之百完美的固態(tài)電池技術(shù)，但短期內(nèi)有很多技術(shù)瓶頸難以攻克，“所以我們認(rèn)為，半固態(tài)電池方案更好”。

　　江西贛鋒鋰業(yè)股份有限公司董事長李良彬認(rèn)為，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化將會(huì)分為幾個(gè)階段，不會(huì)一蹴而就?！拔覀兘衲暧?jì)劃在寧波建一個(gè)0.2-0.3GWh的中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品與現(xiàn)在鋰離子電池仍有很多相似之處，區(qū)別在于在隔膜上涂了一層固態(tài)電解質(zhì)，我們稱之為第一代產(chǎn)品。”李良彬進(jìn)一步補(bǔ)充道：“未來我們還會(huì)有第二代、第三代固態(tài)電池產(chǎn)品，到第三代應(yīng)該就是真正的固態(tài)鋰電池，采用固態(tài)電解質(zhì)，負(fù)極用金屬鋰，正極可能用811?！?/p>

　　下一代鋰電技術(shù)引全球企業(yè)角逐

　　固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)化過程注定要像三元鋰電池技術(shù)路線一樣，需要技術(shù)上的不斷突破，需要成本上的大幅下降，方能逐步走出實(shí)驗(yàn)室，廣泛應(yīng)用于新能源汽車上。但作為下一代電池代表的技術(shù)方向，固態(tài)鋰電池有望大幅提升新能源電動(dòng)汽車的續(xù)航里程，真正推動(dòng)電動(dòng)汽車大規(guī)模普及應(yīng)用，多個(gè)國家都在抓緊技術(shù)研發(fā)布局，力爭(zhēng)在未來鋰電競(jìng)爭(zhēng)中搶得先機(jī)。6月15日，日本國立研究機(jī)構(gòu)——新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)在東京召開新聞發(fā)布會(huì)，宣布啟動(dòng)第二階段固態(tài)鋰離子電池研發(fā)項(xiàng)目，并為此斥資100億日元，成員包括23家整車及電池、材料廠商，另外還有15家大學(xué)及公共研究機(jī)構(gòu)。而此前，日本鋰離子電池技術(shù)與評(píng)估中心財(cái)團(tuán)從日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省那里獲得了1400萬美元的資金支持，最終目標(biāo)是在2030年之前共同研發(fā)出一種能夠支持800公里續(xù)航里程的電池。對(duì)此，中國電動(dòng)汽車百人會(huì)理事長陳清泰表示，鋰電池領(lǐng)域日本企業(yè)被中國企業(yè)趕超，這一新項(xiàng)目日方將舉全日本之力推進(jìn)研發(fā)，力爭(zhēng)奪回電池產(chǎn)業(yè)的霸權(quán)。同時(shí)陳清泰還認(rèn)為，這種競(jìng)爭(zhēng)會(huì)激勵(lì)中國企業(yè)加倍努力。

　　不只是日本，在固態(tài)電池領(lǐng)域，中韓及歐美等國家和地區(qū)也在發(fā)動(dòng)攻勢(shì)。中國方面，中科院青島能源所、中科院寧波材料所、寧德時(shí)代、中航鋰電、比亞迪、贛鋒鋰業(yè)等多家研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)都已開始固態(tài)電池的研發(fā)工作。德國的奔馳、寶馬，韓國的三星SDI、現(xiàn)代等多個(gè)國家的企業(yè)都在該領(lǐng)域布局。