“固態(tài)電池”并不是一個新概念，卻在近年來成為行業(yè)新寵。汽車行業(yè)、鋰電池行業(yè)、國內(nèi)外市場均涉足固態(tài)電池領(lǐng)域，爭搶這一塊蛋糕。雖然企業(yè)被固態(tài)電池優(yōu)良的性能吸引，但同時，也被高昂的成本以及諸多不確定因素攔路。由此看來，固態(tài)電池的商業(yè)化之路并不會一帆風順，卻也著實是一股勢不可擋的熱潮。
固態(tài)電池成行業(yè)新寵 商業(yè)化之路卻道阻且長
近日，“固態(tài)電池”頻頻躍上新聞稿，究竟什么來頭？不僅豐田，寶馬也計劃量產(chǎn)固態(tài)電池車，隔空“叫板”特斯拉，但是據(jù)業(yè)內(nèi)人士表示，固態(tài)電池的商業(yè)化之路“道阻且長”！吃瓜群眾只想說：“扎心了！老鐵！”據(jù)媒體報道稱，豐田配備固態(tài)電池可大幅提升全新電動車的續(xù)航里程，并且縮短充電時間。這款新固態(tài)電池電動汽車預(yù)計將于2022年正式上市。豐田為何有如此的信心？通過數(shù)量比較可以看出，豐田擁有的固態(tài)電池數(shù)量，此外中國軍團中，寧波大學、中科大、華為、中國電科十八所、中科院物理所占據(jù)了排行榜*中的五個席位?？梢钥闯?，在鋰電池盛行當?shù)赖谋尘跋?，我國對固態(tài)電池的研究仍在不斷升溫。固態(tài)電池到底“何德何能”吸引眾多企業(yè)與機構(gòu)對其進行研究？相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)鋰電池的差異在于電解質(zhì)固態(tài)化。全固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池一樣，包括電池各單元(正極、負極、電解質(zhì))，其工作原理與傳統(tǒng)鋰電池的原理相同。在早期日本媒體的報道中，提到固態(tài)電池的優(yōu)點只有一條：充電快。豐田發(fā)言人說，豐田全新電動汽車配備的全固態(tài)電池，可在幾分鐘內(nèi)完成充電過程，但是對具體的產(chǎn)品規(guī)劃不予評論。固態(tài)電池優(yōu)點安全性極高。與傳統(tǒng)鋰電池相比，全固態(tài)電池突出的優(yōu)點是安全性。液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆，以及在充電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜，引起電池短路，造成安全隱患。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題，也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，因而全固態(tài)電池具有極高安全性。能量密度高。固態(tài)電池電解質(zhì)能阻隔鋰枝晶生長，材料應(yīng)用體系范圍大幅提升，為具有更高能量密度空間的新型鋰電池技術(shù)奠定基礎(chǔ)。目前，固態(tài)電池研發(fā)可提供的能量密度基本可達300-400wh/kg。循環(huán)性能強。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命，理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠達到45000次左右。適用范圍擴大。固態(tài)電解質(zhì)賦予固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)?？烧{(diào)、設(shè)計彈性大等特點，即可應(yīng)用于驅(qū)動微型電子器件，也可用于動力和儲能領(lǐng)域。此外，固態(tài)電池也擁有更寬的溫度工作范圍，目前基本保證-25℃—60℃的溫度范圍。說完優(yōu)點，再說缺點快充比較難。固態(tài)電池有倍率性能很低的lipon系列電池(實際上氧化物體系的電解質(zhì)普遍倍率性能不佳)，也可以基于硫系高性能電解質(zhì)做出高倍率還不錯的固態(tài)鋰硫電池。但是總體來說，作為動力電源使用，固態(tài)電池在高倍率性能方面還是有很多挑戰(zhàn)的。成本價格高。據(jù)了解，液態(tài)鋰電池的成本大約在200-300美元/千瓦時，如果使用現(xiàn)有技術(shù)制造足以為智能手機供電的固態(tài)電池，其成本會達到1.5萬美元，而足以為汽車供電的固態(tài)電池成本更是達到令人咋舌的9000萬美元。面對固態(tài)電池的諸多不確定因素，依然阻擋不住研究機構(gòu)與企業(yè)的研究布局。早在2015年，英國富豪詹姆斯·戴森和德國汽車零部件巨頭博世分別收購了固態(tài)電池公司sakti3和固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司seeo。據(jù)了解，2016年8月戴森出資14億美元，興建一座電池工廠，用于大量生產(chǎn)固態(tài)電池。博世也不甘落后，在收購seeo后又與gsyuasa電池公司和三菱重工共同建立了新工廠，主攻固態(tài)陽極鋰離子電池。此外有海外媒體報道稱，寶馬近日正在研發(fā)一款鋰離子電池，這款電池將用固態(tài)電解質(zhì)代替現(xiàn)有的電解液，新電池計劃2026年量產(chǎn)。不僅僅國外企業(yè)布局，國內(nèi)鋰電企業(yè)也在爭搶“蛋糕”catl在硫化物固態(tài)電池方面比較成熟，目前正加速開發(fā)ev用的硫化物全固態(tài)鋰金屬電池研發(fā)的步伐。據(jù)媒體報道，環(huán)宇賽爾新能源、河南鋰動電源等企業(yè)也紛紛布局固態(tài)電池。隨著科研機構(gòu)的深入研究與企業(yè)的不斷布局，市場對固態(tài)電池的期待越來越大，然而距離固態(tài)電池商業(yè)化還有較長一段距離。豐田曾經(jīng)表示，希望能在2020年其新能源車上應(yīng)用固態(tài)電池技術(shù)。從理論提出的時間以及該技術(shù)發(fā)展進程來看，固態(tài)電池并不是一個新的概念，但研發(fā)進展并沒有想象的那么快速。正如液態(tài)鋰電池，在上世紀70年代，相關(guān)的理念和實驗認證就在齊頭并進，但真正大規(guī)模的使用，已經(jīng)是20世紀末了。不僅僅是時間問題，成本高一直都是固態(tài)電池發(fā)展的“攔路虎”。目前，固態(tài)電池面臨著以下技術(shù)難題：固態(tài)電解質(zhì)與正負極之間界面阻抗過高、固態(tài)電解質(zhì)電導率偏低、材料成本制備成本昂貴等。據(jù)企業(yè)和研究機構(gòu)表示，多項技術(shù)正逐步推進，相繼提出相應(yīng)的解決方案，但是固態(tài)電池的前進之路并不是那么順暢。一句話，固態(tài)電池的發(fā)展還處于早期階段，目前所有的數(shù)據(jù)和特性都是實驗室的，距離商業(yè)化還有很長的一段路要走，“道阻且長”！原標題：扎心了！固態(tài)電池的商業(yè)化之路“道阻且長”！