固態電池暗戰，中美德日搶跑

圖片來自“Unsplash”近日，美國能源部宣布，其2019財年獎金將分配給從事“先進技術研究”的車企，包括通用汽車和福特汽車，這兩家公司都獲得了大筆獎金。據悉，美國能源部將向通用汽車撥款910萬美元，其中200萬美元顯然與固態電池的研發有關。固態電池技術作為下一代動力電池技術的理想解決方案，比目前主流的鋰離子電池技術更先進，不僅封裝尺寸更小，能量密度更高，而且可靠性更高，不易過熱，更何況搭載固態電池的電動汽車充電可能只需要幾分鐘而不是幾個小時。高能量密度和安全性也可以兩全其美。今年以來，包括中國、美國、歐洲在內的全球市場發生多起新能源汽車自燃起火事故，涉及特斯拉、蔚來等電動車品牌。新能源汽車為什么這么“火”？8月18日，中國國家新能源汽車大數據聯盟發布了《新能源汽車國家監管平臺大數據安全監管結果報告》。數據顯示，今年5月以來，發生起火事故的新能源汽車(起火時的車輛狀態已查明)中，86%使用三元鋰離子電池，7%使用磷酸鐵鋰電池，7%使用型號不確定的電池。三元鋰離子電池已經成為大多數汽車品牌電動車產品配備的主流動力電池類型。業內專家指出，傳統的鋰離子電池使用有機液體電解液。在過充、內部短路等異常情況下，電池容易發熱，導致電解液膨脹、自燃甚至爆炸，存在嚴重的安全隱患。目前，為了消除消費者的“里程焦慮”，并獲得一些國家對長續駛里程新能源汽車的更高補貼，許多企業現在都在采用能量密度更高的鋰離子電池來提高電動汽車的續駛里程。然而，隨著鋰離子電池密度的不斷提高，安全隱患也越來越突出。那么，有沒有一種電池可以保證高能量密度和高安全性能呢？固態電池應運而生。金屬鋰可作為固態鋰電池負極，電池能量密度有望達到300 ~ 400 Wh/kg甚至更高，可與高壓電極材料匹配，進一步提高質量能量密度，在支持電動汽車長途行駛方面更具優勢。與目前市面上的液態鋰離子電池相比，固態電池使用的是固體電解質，不易燃、不腐蝕、不揮發，沒有漏液問題。正是因為固態電池的諸多優勢，世界各國車企都在大力發展固態電池技術，希望在下一代動力電池技術的競爭中獲得先機，但首先要解決一系列技術問題，比如尋找高效的固態電解質材料。此外，固體電解質與電極之間的界面處理也是固態電池面臨的一大難題。目前，包括浙江豐利新能源科技有限公司在內的中國很多企業都在探索固態電池的產業化。美國能源部撥款車企推動研發美國能源部撥給通用汽車的200萬美元，可謂“及時雨”。具體來說，一百萬美元將用于“對固態電池中界面現象的基本理解”；另外100萬美元將用于研究“用硫化物玻璃電解質加熱全固態電池”。根據2014年的一項研究，硫化物玻璃電解質在室溫下的電池測試循環中表現非常好，可能是固態電池量產的關鍵材料。美國能源部表示，固態電池的研發將在密歇根州的沃倫進行，即通用汽車的沃倫技術中心。7月30日，通用汽車(中國)在上海舉行的科技日上展示了中國前瞻技術研究中心(以下簡稱前瞻中心)的創新成果。通用汽車中國研究院院長杜江凌介紹，前瞻中心電池實驗室未來將進一步加強固態電池的研發。事實上，不僅僅是通用，它的老對手福特也在研發固態電池。今年4月，美國固態電池初創公司Solid Power宣布完成B輪融資，由福特和三星共同投資。Solid Power是一家位于美國科羅拉多州的初創公司，是從美國科羅拉多大學博爾德分校的電池研發項目中分離出來的。與此同時，福特宣布與Solid Power正式合作，雙方宣布將開始研發下一代電動汽車全固態電池。福特汽車公司首席技術官肯·華盛頓(Ken Washington)表示:“與Solid Power的合作使我們能夠在一項重要的新興技術上進一步合作，這項技術可以真正改變智能電動汽車的設計和集成。”作為歐洲最大的應用科學研究機構，德國弗勞恩霍夫應用研究促進協會啟動了一項關于固態電池的戰略性國際合作計劃。今年年初，德國Flawn的Hof硅酸鹽研究所和瑞士聯邦材料測試與研究實驗室共同啟動了一個名為IE48的項目，為電動汽車固態電池的量產奠定了基礎。該項目是基于R&D兩個研究機構的實力。總部位于瑞士迪本多夫的瑞士聯邦材料測試和研究實驗室為這種新型電池技術提供化學和物理基礎，而總部位于德國維爾茨堡的Flawn Hof硅酸鹽研究所則提供工藝開發和電池生產方面的專業知識。雙方的合作旨在解決固態電池工業化生產中最重要的技術瓶頸。弗勞恩霍夫應用研究促進協會在一份聲明中表示:“固態電池不需要易燃的液體電解質，因此可以提供顯著的運行穩定性。此外，它在尺寸和重量上也有優勢，因此不需要太復雜的安全電池外殼。”弗勞恩霍夫應用研究促進協會表示，如果雙方的研究能夠取得突破，這將是歐洲的戰略勝利。固態電池領域的跨越式進展將為歐洲帶來彎道超車的機會，并將亞洲廠商在動力電池方面的主導優勢帶回歐洲。去年6月，大眾集團宣布與美國電池初創公司QuantumScape合作，雙方致力于在2025年前量產QuantumScape正在研發的固態電池。QuantumScape是由斯坦福大學前研究人員于2010年創立的風險投資公司，在固態電池領域的專利已經達到200項左右。作為合作的一部分，大眾集團向QuantumScape投資1億美元，并派出技術人員參與QuantumScape的研發。大眾認為，如果使用固態電池，其電動大眾e-Golf的續駛里程可以從目前的300公里提高到750公里左右。大眾之所以投資QuantumScape，主要是為了獲得相關技術專利，以便在下一代動力電池的競爭中獲得一席之地。除了大眾，寶馬也在和上文提到的Solid Power合作，共同開發新一代固態電池。日本的“抱團”R&D似乎名列榜首。意識到固態電池的巨大潛力，日本很早就開始研發，因此目前在該領域處于領先地位。值得注意的是，在研究中……和發展固態電池，日本人采取了一貫的“抱團取暖”的方式。去年6月，日本新能源產業技術綜合開發機構宣布，該國部分企業和學術機構將在未來5年內聯合開發用于下一代汽車電動車的固態鋰電池，并爭取盡快應用于新能源汽車產業。松下、豐田、本田、日產等23家汽車、電池、材料企業和京都大學、日本理化學研究所等15家學術機構參與研究，計劃到2022年全面掌握全固態電池相關技術。近日，豐田在東京舉行的戰略溝通會上宣布，將提前5年實現“2030計劃”，即到2025年，豐田混合動力、插電式混合動力、純電動汽車和燃料電池汽車的年銷量達到550萬輛；其中純電動汽車和燃料電池汽車超過100萬輛，純電動汽車超過10款，覆蓋多個細分市場。此外，豐田汽車公司董事兼副總裁茂樹也在戰略溝通會上表示，計劃在明年東京奧運會期間向公眾展示其固態電池電動汽車，比原計劃提前了兩年。豐田還表示，希望借助東京奧運會的契機，推動固態電池的大規模商用。為了實現動力電池領域的宏偉目標，豐田計劃與斯巴魯、鈴木和馬自達三家合作伙伴分享其電池技術。今年年初，豐田和松下宣布將共同成立一家新公司，開發和生產電動汽車(ev)等車載電池。該公司致力于開發和大規模生產固態電池。在固態電池的全球角力中，日本人似乎已經領先，但鑒于這項技術的復雜性，一切都還沒有塵埃落定。圖片來自“Unsplash”近日，美國能源部宣布，其2019財年獎金將分配給從事“先進技術研究”的車企，包括通用汽車和福特汽車，這兩家公司都獲得了大筆獎金。據悉，美國能源部將向通用汽車撥款910萬美元，其中200萬美元顯然與固態電池的研發有關。固態電池技術作為下一代動力電池技術的理想解決方案，比目前主流的鋰離子電池技術更先進，不僅封裝尺寸更小，能量密度更高，而且可靠性更高，不易過熱，更何況搭載固態電池的電動汽車充電可能只需要幾分鐘而不是幾個小時。高能量密度和安全性也可以兩全其美。今年以來，包括中國、美國、歐洲在內的全球市場發生多起新能源汽車自燃起火事故，涉及特斯拉、蔚來等電動車品牌。新能源汽車為什么這么“火”？8月18日，中國國家新能源汽車大數據聯盟發布了《新能源汽車國家監管平臺大數據安全監管結果報告》。數據顯示，今年5月以來，發生起火事故的新能源汽車(起火時的車輛狀態已查明)中，86%使用三元鋰離子電池，7%使用磷酸鐵鋰電池，7%使用型號不確定的電池。三元鋰離子電池已經成為大多數汽車品牌電動車產品配備的主流動力電池類型。業內專家指出，傳統的鋰離子電池使用有機液體電解液。在過充、內部短路等異常情況下，電池容易發熱，導致電解液膨脹、自燃甚至爆炸，存在嚴重的安全隱患。目前，為了消除消費者的“里程焦慮”，并獲得一些國家對長續駛里程新能源汽車的更高補貼，許多企業現在都在采用能量密度更高的鋰離子電池來提高電動汽車的續駛里程。然而，隨著鋰離子電池密度的不斷提高，安全隱患也越來越突出。那么，有沒有一種電池可以保證高能量密度和高安全性能呢？固態電池應運而生。金屬鋰可作為固態鋰電池負極，電池能量密度有望達到300 ~ 400 Wh/kg甚至更高，可與高壓電極材料匹配，進一步提高質量能量密度，在支持電動汽車長途行駛方面更具優勢。與目前市面上的液態鋰離子電池相比，固態電池使用的是固體電解質，不易燃、不腐蝕、不揮發，沒有漏液問題。正是因為固態電池的諸多優勢，世界各國車企都在大力發展固態電池技術，希望在下一代動力電池技術的競爭中獲得先機，但首先要解決一系列技術問題，比如尋找高效的固態電解質材料。此外，固體元素之間的界面處理……電解質和電極也是固態電池面臨的主要問題。目前，包括浙江豐利新能源科技有限公司在內的中國很多企業都在探索固態電池的產業化。美國能源部撥款車企推動研發美國能源部撥給通用汽車的200萬美元，可謂“及時雨”。具體來說，一百萬美元將用于“對固態電池中界面現象的基本理解”；另外100萬美元將用于研究“用硫化物玻璃電解質加熱全固態電池”。根據2014年的一項研究，硫化物玻璃電解質在室溫下的電池測試循環中表現非常好，可能是固態電池量產的關鍵材料。美國能源部表示，固態電池的研發將在密歇根州的沃倫進行，即通用汽車的沃倫技術中心。7月30日，通用汽車(中國)在上海舉行的科技日上展示了中國前瞻技術研究中心(以下簡稱前瞻中心)的創新成果。通用汽車中國研究院院長杜江凌介紹，前瞻中心電池實驗室未來將進一步加強固態電池的研發。事實上，不僅僅是通用，它的老對手福特也在研發固態電池。今年4月，美國固態電池初創公司Solid Power宣布完成B輪融資，由福特和三星共同投資。Solid Power是一家位于美國科羅拉多州的初創公司，是從美國科羅拉多大學博爾德分校的電池研發項目中分離出來的。與此同時，福特宣布與Solid Power正式合作，雙方宣布將開始研發下一代電動汽車全固態電池。福特汽車公司首席技術官肯·華盛頓(Ken Washington)表示:“與Solid Power的合作使我們能夠在一項重要的新興技術上進一步合作，這項技術可以真正改變智能電動汽車的設計和集成。”作為歐洲最大的應用科學研究機構，德國弗勞恩霍夫應用研究促進協會啟動了一項關于固態電池的戰略性國際合作計劃。今年年初，德國Flawn的Hof硅酸鹽研究所和瑞士聯邦材料測試與研究實驗室共同啟動了一個名為IE48的項目，為電動汽車固態電池的量產奠定了基礎。該項目是基于R&D兩個研究機構的實力。總部位于瑞士迪本多夫的瑞士聯邦材料測試和研究實驗室為這種新型電池技術提供化學和物理基礎，而總部位于德國維爾茨堡的Flawn Hof硅酸鹽研究所則提供工藝開發和電池生產方面的專業知識。雙方的合作旨在解決固態電池工業化生產中最重要的技術瓶頸。弗勞恩霍夫應用研究促進協會在一份聲明中表示:“固態電池不需要易燃的液體電解質，因此可以提供顯著的運行穩定性。此外，它在尺寸和重量上也有優勢，因此不需要太復雜的安全電池外殼。”弗勞恩霍夫應用研究促進協會表示，如果雙方的研究能夠取得突破，這將是歐洲的戰略勝利。固態電池領域的跨越式進展將為歐洲帶來彎道超車的機會，并將亞洲廠商在動力電池方面的主導優勢帶回歐洲。去年6月，大眾集團宣布與美國電池初創公司QuantumScape合作，雙方致力于在2025年前量產QuantumScape正在研發的固態電池。QuantumScape是由斯坦福大學前研究人員于2010年創立的風險投資公司，在固態電池領域的專利已經達到200項左右。作為合作的一部分，大眾集團向QuantumScape投資1億美元，并派出技術人員參與QuantumScape的研發。大眾認為，如果使用固態電池，其電動大眾e-Golf的續駛里程可以從目前的300公里提高到750公里左右。大眾之所以投資QuantumScape，主要是為了獲得相關技術專利，以便在下一代動力電池的競爭中獲得一席之地。除了大眾，寶馬也在和上文提到的Solid Power合作，共同開發新一代固態電池。日本的“抱團”R&D似乎名列榜首。意識到固態電池的巨大潛力，日本很早就開始研發，因此目前在該領域處于領先地位。值得注意的是，在研究中……和發展固態電池，日本人采取了一貫的“抱團取暖”的方式。去年6月，日本新能源產業技術綜合開發機構宣布，該國部分企業和學術機構將在未來5年內聯合開發用于下一代汽車電動車的固態鋰電池，并爭取盡快應用于新能源汽車產業。松下、豐田、本田、日產等23家汽車、電池、材料企業和京都大學、日本理化學研究所等15家學術機構參與研究，計劃到2022年全面掌握全固態電池相關技術。近日，豐田在東京舉行的戰略溝通會上宣布，將提前5年實現“2030計劃”，即到2025年，豐田混合動力、插電式混合動力、純電動汽車和燃料電池汽車的年銷量達到550萬輛；其中純電動汽車和燃料電池汽車超過100萬輛，純電動汽車超過10款，覆蓋多個細分市場。此外，豐田汽車公司董事兼副總裁茂樹也在戰略溝通會上表示，計劃在明年東京奧運會期間向公眾展示其固態電池電動汽車，比原計劃提前了兩年。豐田還表示，希望借助東京奧運會的契機，推動固態電池的大規模商用。為了實現動力電池領域的宏偉目標，豐田計劃與斯巴魯、鈴木和馬自達三家合作伙伴分享其電池技術。今年年初，豐田和松下宣布將共同成立一家新公司，開發和生產電動汽車(ev)等車載電池。該公司致力于開發和大規模生產固態電池。在固態電池的全球角力中，日本人似乎已經領先，但鑒于這項技術的復雜性，一切都還沒有塵埃落定。

標簽：豐田大眾福特本田寶馬

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