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當(dāng)?shù)貢r間12月8日，由大眾和比爾·蓋茨支持的初創(chuàng)公司QuantumScape公開其最新固態(tài)電池研究成果。數(shù)據(jù)顯示，其電池可在15分鐘內(nèi)充滿80%的電量，在續(xù)航里程為300英里或更高的車輛上搭載，正常使用壽命將達到12年左右。同時測試表明，該電池在800次循環(huán)后并未衰退，相當(dāng)于24萬英里(38萬公里)的行駛里程。

受此消息影響，QuantumScape股票持續(xù)大漲20%。

據(jù)了解，這種固態(tài)電池關(guān)鍵突破是使用陶瓷分離器取代傳統(tǒng)電池中使用的液體電解質(zhì)，作為正負(fù)離子流動的介質(zhì)，這種陶瓷是柔性的，而不是剛性的。在零下30攝氏度的極冷溫度下，能量可以繼續(xù)在整個電池中移動，這個溫度會導(dǎo)致其他固態(tài)設(shè)計無法運行，或者會嚴(yán)重降低濕鋰離子電池的性能。

鋰離子電池發(fā)明者、2019年諾貝爾化學(xué)獎得主之一Stan Whittingham表示，“制造一個固態(tài)電池最困難的部分是需要同時滿足高能量密度、快速充電、長循環(huán)壽命和寬溫度范圍工作的多個要求。數(shù)據(jù)顯示，QuantumScape的固態(tài)電池完全滿足所有這些要求，這是以前從未報道過的。如果該公司能夠?qū)⑦@項技術(shù)投入大規(guī)模生產(chǎn)，它就有可能改變整個行業(yè)。”

實際上，QuantumScape今年11月份才剛剛上市。不過，在上市之前，該公司就從大眾汽車獲得了3.8億美元，并從比爾·蓋茨、Breakthrough Energy Ventures、Khosla Ventures和KPCB等科技投資者處獲得了資金。

此外，大眾汽車還承諾將向QuantumScape投入更多資金，資助雙方的合資公司生產(chǎn)電池，希望2025年能在汽車上使用該公司的固態(tài)電池。

固態(tài)電池——下一代鋰電技術(shù)制高點

作為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化第30個年頭，2020年電池技術(shù)也將進入一個新的變革周期。目前鋰電池的安全問題仍未解決，于是固態(tài)電池就成為下一代鋰電技術(shù)的方向。

固態(tài)電池和鋰電池最主要的區(qū)別在于固態(tài)電池電解質(zhì)為固態(tài)，相當(dāng)于鋰離子遷移的場所轉(zhuǎn)到了固態(tài)的電解質(zhì)中。

與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電池最突出的優(yōu)點是安全。固態(tài)電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)的特性。固態(tài)電解質(zhì)可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無電解液走漏、不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等，在大電流下工作不會因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致短路，不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會因產(chǎn)生氣體而發(fā)生燃燒。

固態(tài)電池循環(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。

此外，固態(tài)電池還有能量密度高、適用范圍大等優(yōu)點。

當(dāng)然，固態(tài)電池也不是沒有缺點，界面阻抗過大、成本相對較高等將是今后研究過程中需要解決的問題。

企業(yè)開啟固態(tài)電池爭奪戰(zhàn)

看好固態(tài)電池的前景，世界各國也紛紛加快固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)進度，來提前占領(lǐng)該市場。

日本車企在固態(tài)電池上的研發(fā)起點相對較早，最早入局的豐田在2008年就與固態(tài)電池創(chuàng)企伊利卡(Ilika)展開了合作，目前正在加速與松下的聯(lián)合項目，希望在2025年之前開發(fā)車載固態(tài)電池。同時，本田、日產(chǎn)等企業(yè)也在探索固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)。

我國雖然在該領(lǐng)域起步較晚，但包括寧德時代、比亞迪、輝能科技、珈偉股份、贛鋒鋰業(yè)、中科院化學(xué)所、中科院青島能源所在內(nèi)的企業(yè)和科研院所都在積極發(fā)力固態(tài)電池的研發(fā)。

應(yīng)該看到的是，固態(tài)電池尚未實現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，全球預(yù)計2020年準(zhǔn)固態(tài)鋰電池會實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，到2025年全固態(tài)鋰電池將最終實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。根據(jù)中銀國際測算，全球固態(tài)鋰電池的需求量在2020年、2025年、2030年分別有望達到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh，2030年全球固態(tài)電池市場空間有望達到1500億元以上。

期待早日看到全固態(tài)鋰電池實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

原標(biāo)題：固態(tài)電池實現(xiàn)重大突破！企業(yè)爭奪下一鋰電技術(shù)制高點