新型固態電池6年衰減不到10% 固態電池成下代鋰電技術制高點

• 2020年12月9日 HuangJiang來源：互聯網 495 26
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“十三五”期間，中國新能源汽車呈現爆發式增長，同時，中國在新能源電池的核心技術方面也不斷傳來好消息，80歲的中國鋰電池第一人陳立泉帶著他的團隊研發出了新型的電池材料。

固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。固態電池被認為是下一代鋰電技術制高點。

“十三五”期間，中國新能源汽車呈現爆發式增長，同時，中國在新能源電池的核心技術方面也不斷傳來好消息，80歲的中國鋰電池第一人陳立泉帶著他的團隊研發出了新型的電池材料。

80歲的中國工程院院士陳立泉是中國鋰電產業的奠基人，1996年，他帶領科研團隊在國內率先研制出鋰離子電池，率先解決了國內鋰離子電池規模化生產的科學技術與工程問題，實現了國內鋰離子電池的產業化。

江蘇溧陽，陳立泉院士的得意門生李泓，帶領團隊經過二十多年的技術攻關，在一項鋰電池關鍵原材料上獲得突破，并在2017年進行了量產。

據介紹，中科院物理所從1996年就開始研究納米硅，納米硅負極材料是他們自主研發的新材料，用它做成的紐扣電池，其容量是傳統石墨鋰電池的5倍。

新型固態電池研發

根據中研普華出版告《2019-2025年中國固態電池行業前景預測與投資戰略研究報告》分析顯示：

同時，李泓教授研發的新型固態電池，采用這款電池的無人機，續航增加20%，奧秘都在這塊電池的固態化正極材料上。

2018年，這里已經完成了300Wh/kg固態動力電池系統的設計開發，在車輛上搭載后，可以使整車續航里程增加一倍。在今年5月份，這類固態電池已經開始在消費類電子產品中使用。

此外，不僅中科院物理所，很多企業也都在探索新能源電池的技術、新材料。在廣東珠海的銀隆新能源儲能系統研究院，一輛純電公交車正在進行充電。

據工程師介紹，這輛搭載鈦酸鋰電池的公交車充電三分鐘，電量就從33%充到60%以上，僅僅8分鐘，公交車就已充滿了，電量顯示99%。

公交車線路固定，一般一個來回的公里數不會超過100公里，利用公交車司機休息的空擋，就可以充分發揮鈦酸鋰電池充電快的優勢。而且工作溫度寬泛，在零下50℃的環境中，仍能正常充放電。

同時，該電池的循環放電壽命長，這家研究院，有一塊鈦酸鋰電池，在2014年開始就已進行充放電循環試驗，如今已過了六年時間，充放電超過3萬次，電池容量只衰減了不到10%，性能十分優異。

更值得關注的是，這款電池的熱失控保護性能更令人驚嘆，技術人員現場演示了鈦酸鋰電池跌落、針刺、切割試驗。特別是鋼針刺穿電池后，沒有發生燃燒、冒煙現象，而且電池還能正常使用。

固態電池成下代鋰電技術制高點

美東時間周二(8日)，美股固態電池創新企業QuantumScape大漲31.08%，盤中觸及59.99美元/股高點，較其上市首日開盤價上漲145%。

消息面上，公司當天公開其最新固態電池研究成果，其電池可在15分鐘內充滿80%的電量，在續航里程為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次循環后并未衰退，相當于24萬英里(38萬公里)的行駛里程。

在該技術突破中，柔性陶瓷電解質被認為起到了關鍵性的作用，該隔板使得電池能夠承受因汽車電流負載而出現的高溫高壓環境，不會出現故障，甚至在零下溫度中也能正常工作。

對此，馬里蘭大學的保羅·艾伯圖斯(Paul Albertus)表示，QuantumScape“打出了一個本壘打”，但同時也指出，“他們最終需要取得類似大滿貫的成績，才能將這項技術推向市場。”

據了解，固態電池被認為是下一代鋰電技術制高點，工作原理上，其與傳統的鋰電池并無區別。兩者最主要的區別在于固態電池電解質為固態，相當于鋰離子遷移的場所轉到了固態的電解質中。

與傳統鋰電池相比，全固態電池最突出的優點是安全性。固態電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發的特性，固態電解質是固態電池的核心，電解質材料很大程度上決定了固態鋰電池的各項性能參數，如功率密度、循環穩定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。

此外，固態電池電化學窗口可達5V以上，允許匹配高能正極，電池負極可以采用金屬鋰，提升理論能量密度，有望解決新能源汽車里程焦慮問題;同時可簡化封裝、冷卻系統，電芯內部為串聯結構，在有限空間內進一步縮減電池重量，體積能量密度較液態鋰離子電池(石墨負極)可提升70%以上。

固態電池行業全球軍備競賽

目前，固態電池領域進入“軍備競賽”階段，主要有歐美、日韓和中國三大陣營。歐美車企對固態電池初創企業關注度較高。車企通過收購、投資在固態電池領域中美國高校衍生的初創企業如Solid Power、SolidEnergy Systems、Ionic Materials 、Quantum Scape 等以獲得技術儲備。

日本車企在固態電池上的研發起點相對較早，最早入局的豐田在2008年就與固態電池創企伊利卡(Ilika)展開了合作，2019年初，宣布與松下合作。三菱、日產、松下等大部分企業紛紛加速布局固態電池行業，爭取早日實現量產。

中國方面，雖然起步較晚，但越來越多企業已參與其中。參與主體包括中科院化學所、中科院青島能源所、中科院寧波材料所等研究機構，贛鋒鋰業、寧德時代等電池企業;更有其他領域企業看好固體電池跨界投資，如以汽車零部件為主的萬向集團、新能源汽車比亞迪等。

雖然固態電池尚未實現大規模商業化，但全球預計2020年準固態鋰電池會實現產業化，到2025年全固態鋰電池將最終實現產業化。根據中銀國際測算，全球固態鋰電池的需求量在2020年、2025年、2030年分別有望達到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh，2030年全球固態電池市場空間有望達到1500億元以上。

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