相較于目前的鋰電池,固態電池將現有的液體或膠狀的電解質,替換成了固態,采用的材料無毒、平價、儲量豐富,它體積小、重量輕,冷卻性能佳,電池內部的化學過程能被精細化地控制。現有電池的易燃、里程不足、使用壽命短、充電太慢等痛點都被解決。
根據BloombergNEF的報告,固態電池的成本有望降至鋰電池的40%,但在2033年到2034年之前,都不會低于鋰電池的50%。雖然價格會是普及化的阻礙,但環保也是一個賣點,部分消息靈通、技術敏感的消費者,不滿足于官方宣稱的零排放,會在意電動車的整個生命周期,以及對供應鏈的影響,會愿意為更綠色的技術買單。
對固態電池性能和壽命造成重大影響的難點之一,是其中生成的枝晶,不少固態電池的研究皆致力于此。比如勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)研究出一種柔性復合固態電解質,這種聚合物內有微孔,孔中填充了納米級的陶瓷粒子,以在成核階段,抑制枝晶形成;三星則是使用Ag-C作為電級材料,避免枝晶產生。目前研究機構、電池制造商、材料學家,仍在探索合適的化學配方和材料,以確保固態電池能提供足夠動力,經受住更多次的充放電,克服易短路的缺陷。
時下車企就固態電池正在展開激烈競爭,看誰可以第一個以成本效益優異的方式量產。除豐田、日產等采取自研的方式,不少車企早早布局,積極投資固態電池的初創企業。大眾自2012年起即開始與QuantumScape合作,到2018年已是其最大股東。Daimler AG選擇Blue Solutions作為合作方,已在巴士上使用固態電池,曾因短路問題召回過。中國方面,北汽汽車和清陶(昆山)能源發展股份有限公司已于去年聯手推出了首輛搭載固態電池的電動原型車。
相較之下,寶馬的電池計劃有些姍姍來遲。在今年五月,寶馬與福特等公司注資Solid Power,金額達1.3億美元。Solid Power能利用現有鋰電池生產設施生產下一代固態電池,而且已于去年提供過一批固態電池給福特和寶馬驗證。按照寶馬的規劃,寶馬將在2025年前推出首輛固態電池技術展示車;2025年,寶馬將啟用Neue Klasse電動車平臺,并于2030年實現固態電池的量產,從鋰電池過渡到固態電池。
NEED TO KNOW車企雖然加大了對固態電池的投資,但現階段也沒有減少對鋰電池的投入。如今的鋰電池生產成本已近100美元/千瓦時,與內燃機相當,進化到下一代,可能已能勝任巴士、卡車上的使用。鋰電池仍有無限的潛力。目前車企有試圖通過建廠降低電池的成本,也有通過替換高價、稀有、會產生污染的材料,來進一步使電池價格更親民、電池使用更環保。
根據BloombergNEF的報告,固態電池的成本有望降至鋰電池的40%,但在2033年到2034年之前,都不會低于鋰電池的50%。雖然價格會是普及化的阻礙,但環保也是一個賣點,部分消息靈通、技術敏感的消費者,不滿足于官方宣稱的零排放,會在意電動車的整個生命周期,以及對供應鏈的影響,會愿意為更綠色的技術買單。
NEED TO KNOW車企雖然加大了對固態電池的投資,但現階段也沒有減少對鋰電池的投入。如今的鋰電池生產成本已近100美元/千瓦時,與內燃機相當,進化到下一代,可能已能勝任巴士、卡車上的使用。鋰電池仍有無限的潛力。目前車企有試圖通過建廠降低電池的成本,也有通過替換高價、稀有、會產生污染的材料,來進一步使電池價格更親民、電池使用更環保。