“雖然現(xiàn)在全固態(tài)電池應(yīng)用于新能源汽車的技術(shù)還不夠成熟，但是，目前中國和日本在全固態(tài)電池研發(fā)方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量產(chǎn)全固態(tài)電池。”

近年來，鋰電池安全事故頻發(fā)，多個電動汽車品牌屢次發(fā)生“自燃”事件，引發(fā)公眾對鋰電池安全性的擔(dān)憂。在此背景下，越來越多的企業(yè)把目光投向了更輕、更安全且充電更快的固態(tài)電池。

日前，雷諾汽車高級副總裁吉爾斯·諾曼德就公開表示，到2025年，雷諾旗下電動汽車可能會使用鈷含量為零的固態(tài)電池。據(jù)悉，新一代的固態(tài)電池產(chǎn)品將由電池公司Ionic Materials提供技術(shù)支持，該公司將在美國密歇根州Romulus電池工廠制作固態(tài)電池，并擬于今年年底前進(jìn)行OEM測試。

為規(guī)避資源制約而研發(fā)無鈷電池

事實上，早在2018年初，雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟就已在無鈷固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行了布局。彼時，其設(shè)立了10億美元風(fēng)投基金，首個投資即為Ionic Materials公司的無鈷固態(tài)電池研發(fā)。同年3月，豐田及雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟還分別表示，擬在2022年至2025年間推出搭載固態(tài)電池的電動汽車。

“從技術(shù)角度看，目前傳統(tǒng)鋰離子電池的能量密度已達(dá)到上限，很難再有突破。同時，由于傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池中的隔膜和電解液占用較大，且液態(tài)電解質(zhì)在高溫下會產(chǎn)生氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒等安全問題，所以，目前既能達(dá)到高能量密度又能兼容高安全性的固態(tài)電池正逐漸成為動力電池技術(shù)未來發(fā)展的重要方向。”汽車分析師沈建斌告訴記者，固態(tài)電池使用的是固體電極和固體電解質(zhì)，其不僅可以有效減少電池的體積和質(zhì)量，同時還能有效提升電池的能量密度。“這是針對當(dāng)前鋰電池高能量密度和高安全性相矛盾的特點延伸出來的技術(shù)路線，安全指數(shù)更高，因而獲得車企的青睞不足為奇。”

記者注意到，雷諾汽車計劃使用的是零含鈷量固態(tài)電池，而這與普通的固態(tài)電池又有何區(qū)別？“鈷是目前鋰離子電池中所必需的貴金屬，但其產(chǎn)量稀少，過于依賴它勢必會影響到未來電動汽車的發(fā)展。”沈建斌坦言，雷諾選擇零含鈷量固態(tài)電池，或是為了消除對鈷的依賴，更好地降低成本和避開資源制約。

據(jù)了解，目前布局無鈷電池的車企并不止雷諾一家。松下就曾在2018年宣布，計劃在2-3年內(nèi)將大規(guī)模生產(chǎn)的電池鈷含量降低一半。而特斯拉CEO馬斯克也同樣表示過，想要將鈷的使用量直接降為零。“這是車企在布局和規(guī)避鈷資源的制約。”沈建斌表示。

技術(shù)成熟度仍待加強(qiáng)

作為動力電池未來發(fā)展的一個重要方向，盡管目前固態(tài)電池技術(shù)已經(jīng)得到突破，但業(yè)內(nèi)卻普遍認(rèn)為，由于目前的生產(chǎn)制備成熟度還有待加強(qiáng)，規(guī)模化、自動化的生產(chǎn)線還需要進(jìn)一步研發(fā)，固態(tài)電池距離產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化還有一定的距離。

“當(dāng)前市面上的固態(tài)電池，通常是有機(jī)電解液里面加了一些固態(tài)，或者是在固態(tài)里面加了有機(jī)電解液，安全性好不好，取決于液態(tài)電解液所占比例的多少。想要高安全性，還是全固態(tài)電池更安全，但全固態(tài)電池是一個非常困難的研究方向。”清華大學(xué)電池安全實驗室主任馮旭寧坦言。

“用戶希望電池的導(dǎo)電率特別高，因為這樣鋰離子傳輸?shù)每欤斐浜头烹娔芰蜁容^好。好比我們拿一杯電解液和一塊硬的固體去測它們的導(dǎo)電率，液體電解質(zhì)的導(dǎo)電性明顯好于固態(tài)電解質(zhì)。因此，長期以來沒有太多人關(guān)注固態(tài)電池。”馮旭寧進(jìn)一步解釋。

除了技術(shù)上的不成熟，成本偏高也是目前制約固態(tài)電池發(fā)展的因素之一。“在規(guī)模化生產(chǎn)和使用之前，固態(tài)電池的成本肯定是比較高的，但未來其成本還是能降下來的。因為從電池生產(chǎn)的發(fā)展歷程來看，如果它能夠滿足所有的性能要求，成本下降指日可待。” 馮旭寧表示。

“雖然現(xiàn)在全固態(tài)電池應(yīng)用于新能源汽車的技術(shù)還不夠成熟，但是，目前中國和日本在全固態(tài)電池研發(fā)方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量產(chǎn)全固態(tài)電池。”馮旭寧表示，未來想要實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的固態(tài)電池顯然是有可能的。

沈建斌則進(jìn)一步表示，固態(tài)電池的發(fā)展還有很長一段路要走，預(yù)計其實現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)或是在2020年以后，大規(guī)模應(yīng)用則需要更長的時間。