界面新聞?dòng)浾?| 劉澤然
界面新聞編輯 | 陳小同
新能源轉(zhuǎn)型速度落后于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的日系汽車(chē)公司們，希望借助固態(tài)電池完成翻身。
日產(chǎn)在近日舉辦的東京車(chē)展上發(fā)布了四款電動(dòng)概念車(chē)，同時(shí)，公司研究部門(mén)副總裁土井和弘在現(xiàn)場(chǎng)介紹了全固態(tài)電池的電池技術(shù)，該技術(shù)有可能讓日產(chǎn)的下一代電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)質(zhì)的飛躍，不僅能量密度高，并且具有更快的充電性能和更低的成本。
同為日本汽車(chē)制造商，今年10月早些時(shí)候，豐田汽車(chē)與出光興產(chǎn)宣布合作固態(tài)電池項(xiàng)目。目標(biāo)是在2027年至2028年實(shí)現(xiàn)“全固態(tài)電池”的量產(chǎn)實(shí)用化。
英國(guó)Faraday機(jī)構(gòu)的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家Peter Bruce指出，“全球都在密切關(guān)注固態(tài)電池技術(shù)的成功?！彼麖?qiáng)調(diào)，如果豐田或其他任何公司能夠成功生產(chǎn)出具有成本競(jìng)爭(zhēng)力和長(zhǎng)壽命的固態(tài)電池，那么他們將能夠?qū)崿F(xiàn)在能量密度和充電速度上的巨大飛躍。
Peter Bruce認(rèn)為，這一技術(shù)的成功引入，將對(duì)汽車(chē)行業(yè)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，甚至可能改變地緣政治格局，尤其是考慮到西方國(guó)家對(duì)中國(guó)在電池原材料方面的主導(dǎo)地位的擔(dān)憂。
不過(guò)，外界對(duì)固態(tài)電池的推廣并非沒(méi)有質(zhì)疑。批評(píng)者們對(duì)是否已經(jīng)克服了所有基本的科學(xué)難題持懷疑態(tài)度，他們還質(zhì)疑這種電池是否能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模的量產(chǎn)，并且是否存在一個(gè)可觀的市場(chǎng)。
中國(guó)和韓國(guó)的電池制造商對(duì)固態(tài)電池的未來(lái)持較為謹(jǐn)慎的態(tài)度。業(yè)內(nèi)人士指出，盡管固態(tài)電池在理論上具有顛覆性，但從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線，再到市場(chǎng)的轉(zhuǎn)變需要克服重重障礙。成本問(wèn)題和技術(shù)復(fù)雜性是實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)的主要障礙，而目前鋰離子電池的不斷改進(jìn)也給固態(tài)電池的競(jìng)爭(zhēng)帶來(lái)壓力。
盡管業(yè)界對(duì)日本在固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程中的成果持有一定的質(zhì)疑，但與此同時(shí)，來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、韓國(guó)以及其他國(guó)家的企業(yè)和機(jī)構(gòu)也在緊鑼密鼓地推進(jìn)自己的研究，展現(xiàn)了一個(gè)更加復(fù)雜且充滿機(jī)遇的全球電池技術(shù)發(fā)展圖景。
在中國(guó)，寧德時(shí)代在今年4月推出了其最新的創(chuàng)新產(chǎn)品——凝聚態(tài)電池，這種先進(jìn)的電池技術(shù)具有高達(dá)500Wh/kg的能量密度，兼具高性能和安全性。新電池采用一種半固態(tài)的膠質(zhì)電解液，既保證了鋰離子的有效傳導(dǎo)，又大大提高了電池的整體安全性。寧德時(shí)代預(yù)計(jì)該技術(shù)將首先應(yīng)用于航空領(lǐng)域，并計(jì)劃在年底前實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。
同一時(shí)間，中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)的研究團(tuán)隊(duì)在固態(tài)電池領(lǐng)域也取得了重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的新型全固態(tài)鋰電池電解質(zhì)，實(shí)現(xiàn)了鋰離子的快速傳導(dǎo)和電池的穩(wěn)定循環(huán)。這一突破性研究成果已在《自然》雜志上發(fā)表。團(tuán)隊(duì)成員姚宏斌教授表示，盡管將這些發(fā)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用面臨挑戰(zhàn)，但他們對(duì)未來(lái)十年內(nèi)看到這些技術(shù)轉(zhuǎn)化為續(xù)航里程超過(guò)2000公里的電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品抱有希望。
美國(guó)宇航局（NASA）的首席研究員Rocco Viggiano表示：“我們正在接近一個(gè)新的電池研究前沿，這將遠(yuǎn)超過(guò)鋰離子電池的能力?！盢ASA開(kāi)發(fā)的全新固態(tài)硫硒電池有望徹底改變航空旅行，將電力替代燃油成為飛機(jī)的動(dòng)力來(lái)源。NASA表示，該項(xiàng)技術(shù)仍需更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)商用飛機(jī)上的應(yīng)用。
韓國(guó)的三星SDI和SK集團(tuán)也加入了這場(chǎng)全球競(jìng)賽。三星SDI副總裁Michael Son近日在電話會(huì)議上指出：“全固態(tài)電池在材料和工藝方法上與傳統(tǒng)電池不同，這為電池制造商帶來(lái)了許多挑戰(zhàn)?！彼嘎叮居?jì)劃在2027年前開(kāi)始大規(guī)模生產(chǎn)全固態(tài)電池，并已經(jīng)與多家汽車(chē)制造商就生產(chǎn)問(wèn)題進(jìn)行了討論。
SK集團(tuán)的SK On也在進(jìn)行突破性的全固態(tài)電池研究，該公司正開(kāi)發(fā)兩種類(lèi)型的全固態(tài)電池，其高能量密度和更快的充電時(shí)間將極大地提高電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航能力。
QuantumScape，這家與大眾集團(tuán)合作的美國(guó)初創(chuàng)電池公司，正在向高循環(huán)次數(shù)、低容量損耗的商業(yè)目標(biāo)邁進(jìn)，而其最新款電池FlexFrame已經(jīng)在千次循環(huán)中表現(xiàn)出95%的容量保持率，這意味著電池組可支持30萬(wàn)英里以上的使用壽命。QuantumScape公開(kāi)表示，雖然面臨可靠性、生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和質(zhì)量提高方面的挑戰(zhàn)，但他們正在努力突破這些障礙。
Solid Power是另一家引領(lǐng)固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展的公司，該公司是寶馬和福特的合作伙伴。其CEO Doug Campbell強(qiáng)調(diào)了其固態(tài)硫化物電解質(zhì)技術(shù)的安全性，并預(yù)計(jì)新電池將極大地減輕電動(dòng)汽車(chē)的重量，并縮短充電時(shí)間。他們計(jì)劃在2026年前讓固態(tài)電池進(jìn)入汽車(chē)測(cè)試階段，并對(duì)其長(zhǎng)達(dá)40萬(wàn)英里的使用壽命充滿信心。