全固態(tài)電池

　　誰是第一個吃螃蟹的車企?

　　根據三井金屬的主要客戶分析，其主要客戶為豐田、本田等主要汽車生產廠家。目前，豐田、本田都正在積極拓展新能源汽車業(yè)務，兩家車企在氫燃料電池車方面取得一定的進展。

　　此前，豐田Mirai燃料電池車于今年2月份已經完成路測。近日有消息稱，豐田正計劃將中型的燃料電池技術應用于重型商用卡車。在近日的一份聲明中，豐田表示，它準備在加利福尼亞測試半掛卡車中的大型氫動力系統(tǒng)的可行性。

　　在2015年的東京車展中，本田旗下的燃料電池汽車——Clarity Fuel Cell進行了全球首秀。據悉，本田全新燃料電池汽車將于2016年年末上市。同時，根據美國環(huán)保局的認定，本田Clarity Fuel Cell的續(xù)航里程最大可達590公里。

　　從這兩家企業(yè)不難看出，兩家企業(yè)主打方向是氫燃料電池車，并沒有跡象表明其在發(fā)展全固態(tài)電池汽車。那么，這兩家企業(yè)誰會是第一個獲得“全固態(tài)電池”體驗權的車企呢?

　　外界一直認為，豐田只做燃料電池汽車，其實是燃料電池汽車與純電動汽車同步開發(fā)。因為豐田推出的“全固態(tài)電池”有一個問題未解決，所以豐田氫燃料電池車先推出。未來，豐田汽車A級以下車會是純電動汽車，B級車以上會燃料電池汽車，純電動的方向是微型化、智能化、時尚化和輕量化，最終與自動駕駛結合。

　　“全固態(tài)電池”就那么牛?

　　全固態(tài)鋰電池，即電池各單元，包括正負極、電解質全部采用固態(tài)材料的鋰二次電池，其電解質為固態(tài)，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。三井金屬該技術根據其獨有技術，持有和電解質為同等水位的鋰電子的傳導性，并且開發(fā)了在電化學方面穩(wěn)定性的硫化物固態(tài)電解質，同時也實現了較高的量產性。

　　相比于液態(tài)鋰離子來講，全固態(tài)電池的優(yōu)勢更明顯。它優(yōu)勢主要包括抑制鋰枝晶;循環(huán)性好，更安全，內阻穩(wěn)定，功率衰減慢;可靠性高，壽命長;體積、面積能量密度高;高電壓，模組、系統(tǒng)設計簡化、易于靈活配組;高能量密度。

　　目前困擾全固態(tài)電池實現產業(yè)化主要有兩個問題：一是固態(tài)電解質在室溫條件下的離子電導率不高;二是固態(tài)電解質與正負極之間界面阻抗比較大。

　　“全固態(tài)電池”實現量產化指日可待

　　現階段，我國采用最多的是液態(tài)電池，有小批量半固態(tài)電池、固態(tài)鋰離子電池投入應用，全固態(tài)電池要實現量產，還需要一定時期。但各國已經在“全固態(tài)電池”方面展開了研發(fā)。

　　在中國，已經有許多研究機構和企業(yè)著手研發(fā)“全固態(tài)電池”，并取得一定的成果。目前國內做全固態(tài)電池兩個比較厲害的團隊:一個是中科院物理研究所陳立泉、李泓老師團隊，一個是中國科學院寧波研究所許曉雄博士的團隊。另外，中南創(chuàng)發(fā)也致力于“全固態(tài)電池”的研發(fā)，產品取得階段性的進展。

　　據了解，中科院寧波材料在聚合物研究已經取得一定成績，其用石墨做負極，用硫化物復合電解質，這個電解質是無機的。用鈷酸鋰做正極，4Ah的電池，能量密度是240瓦時/公斤，常溫循環(huán)500次，容量還有88%多。通過了一系列針刺、過充、短路、強制放電、高溫循環(huán)的實驗。采用的無機氧化物電解質，通過了所有的安全測試。

　　中科院網站11月22日披露，青島能源所在高能量密度固態(tài)電池研究中取得進展，針對固態(tài)電池發(fā)展中固界面阻抗過大的瓶頸問題，中科院研究成員創(chuàng)造性地提出原位自形成固態(tài)電解質的解決方案，有效降低界面阻抗和提升電池綜合性能。

　　李泓博士在張家港的“2016中國新能源汽車動力電池產業(yè)技術發(fā)展高峰論壇暨車企與動力電池企業(yè)技術交流會”表示，“一旦電芯技術關鍵材料取得突破，全固態(tài)電池就可以迅速進入到市場當中去。中科院提出了一些路線圖，最快在2019年拿出電池包來，2020年有可能試水到商業(yè)化的程度，有一些全固態(tài)的還比較慢，真正的全固態(tài)可能要更長的時間，稍微含有一點液體的電池會比較快，因為兼顧了能量密度和安全性。”