日本“全固態(tài)電池”電解質(zhì)發(fā)布 第一個吃螃蟹的會是誰？

全固態(tài)電池

　　誰是第一個吃螃蟹的車企?

　　根據(jù)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(chǎn)廠家。目前，豐田、本田都正在積極拓展新能源汽車業(yè)務(wù)，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(jīng)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(shù)應(yīng)用于重型商用卡車。在近日的一份聲明中，豐田表示，它準(zhǔn)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(jù)悉，本田全新燃料電池汽車將于2016年年末上市。同時，根據(jù)美國環(huán)保局的認(rèn)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(quán)的車企呢?

　　外界一直認(rèn)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(jié)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(fù)極、電解質(zhì)全部采用固態(tài)材料的鋰二次電池，其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進而提升電池容量。三井金屬該技術(shù)根據(jù)其獨有技術(shù)，持有和電解質(zhì)為同等水位的鋰電子的傳導(dǎo)性，并且開發(fā)了在電化學(xué)方面穩(wěn)定性的硫化物固態(tài)電解質(zhì)，同時也實現(xiàn)了較高的量產(chǎn)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(nèi)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(shè)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(xiàn)產(chǎn)業(yè)化主要有兩個問題：一是固態(tài)電解質(zhì)在室溫條件下的離子電導(dǎo)率不高;二是固態(tài)電解質(zhì)與正負(fù)極之間界面阻抗比較大。

　　“全固態(tài)電池”實現(xiàn)量產(chǎn)化指日可待

　　現(xiàn)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(yīng)用，全固態(tài)電池要實現(xiàn)量產(chǎn)，還需要一定時期。但各國已經(jīng)在“全固態(tài)電池”方面展開了研發(fā)。

　　在中國，已經(jīng)有許多研究機構(gòu)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(nèi)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(xué)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(chǎn)品取得階段性的進展。

　　據(jù)了解，中科院寧波材料在聚合物研究已經(jīng)取得一定成績，其用石墨做負(fù)極，用硫化物復(fù)合電解質(zhì)，這個電解質(zhì)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(zhì)，通過了所有的安全測試。

　　中科院網(wǎng)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(zhì)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(chǎn)業(yè)技術(shù)發(fā)展高峰論壇暨車企與動力電池企業(yè)技術(shù)交流會”表示，“一旦電芯技術(shù)關(guān)鍵材料取得突破，全固態(tài)電池就可以迅速進入到市場當(dāng)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。”