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固态电池技术最新进展:充电一分钟续航800公里

近期,外媒报道的一项固态电池专利赚足了电池厂商和电动车制造商的眼球。

这项固态电池专利是电动汽车制造商菲斯克(Fisker)本周申请的——它可以将电动汽车的续航能力提高到惊人的804公里(500英里),而且充电时间也缩减到短短1分钟。在成本方面,由于材料和制造方面的进步,它的成本仅为常规锂离子电池2020年预计成本的1/3。

Fisker计划在明年1月即推出这项新的电池技术。

Fisker宣布他们正在申请一种新的固态电极结构,使可用的电池方案拥有一些令人难以置信的配置。

Fisker的固态电池将具有2.5倍锂离子电池能量密度的三维电极。Fisker声称,这种技术将使单次充电的航程超过500盈利,充电时间缩短至仅需一分钟。

以下是这种三维电极的示意图:

Fisker公司最新的这个固态电池项目将由Fisker电池系统副总裁Fabio Albano博士和Sakti3的联合创始人领导。

Fabio Albano博士表示:“这一突破标志着固态材料和制造技术新时代的开始。我们正在解决固态电池在商业化途径中遇到的所有障碍,例如低温环境下的性能表现;低成本和可伸缩制造方法的使用;以及打造出具有显著厚度和高活性物质负载的大块固态电极。”

针对这一固态电池技术,Fisker表示,它将在2023年左右成为汽车生产等级。

Fisker还计划在2个月内推出Emotion电动车,在2018年的CES展会上进行展示。

Fisker公司并不是第一个涉足固态电池的公司,而且大多数公司都还没有真正投入商业使用。

固态电池被认为比普通的锂离子电池安全得多,并且具有更高的能量密度潜力。但这类电池也有它的局限性:如温度范围、电极电流密度等。目前,能够大规模生产,并保证价格有足够吸引力与锂离子电池形成竞争的固态电池厂商在极少数。

麻省理工学院和三星公司的研究人员此前也宣布了类似的技术。而最近,包括被称为锂离子电池之父的约翰·古迪纳夫(John Goodenough)的团队也宣布在开发固态电池,让人们的视线又一次转移回到固态电池上。

总体来说,全固态电池的研发核心一在于电解质材料本身,二在于界面性能的调控与优化。许多研究分析,固态电池会成为动力电池未来的技术路线。

市场研究机构Orbis Orbis Reseach今年7月发布的一份报告《全球固态电池市场2017-2021》(Global Solid State Battery Market 2017-2021)对主要供应商进行了SWOT分析,还包含了全面的市场和供应商情况。报告预测,2017-2021年期间全球固态电池市场将以72.33%的复合年增长率增长。

那么,在固态电池的研发竞赛中,除了Fisker,这个市场都有哪些走在前面的探索者?

全球全固态电池企业研发的分布图

路线图:从液态锂离子到全固态金属锂电池

目前,丰田、松下、三星、三菱、宝马、现代、戴森、宁德时代等数家企业都在加紧布局固态电池的储备研发。

相对而言,技术成熟度较高、技术沉淀较深的当属法国的Bolloré、美国Sakti3和日本丰田。这三家也分别代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固态电解质的典型技术开发方向。

法国博洛雷(Bolloré):首次实现全固态电池商业化

法国博洛雷公司的电动汽车“Bluecar”配备了其子公司Batscap生产的30kwh金属锂聚合物电池(LMP)采用Li-PEO-LFP材料体系,这些电动车已有2900辆投入使用。

中国宁德时代:已投入研发固态锂金属电池

宁德时代在固态电池上的解决思路是对正极材料做了一些保护,可以提高兼容的问题。目前宁德时代做的锂金属固态电池能做到300周以上,在82%。

11月10日,诞生仅6年的宁德时代在证监会官网披露了其创业板招股说明书,冲刺IPO。而在申报稿披露后的第一个交易日,11月13日宁德时代“概念股”诞生并闻风大涨。本轮募资中,宁德时代市场估值已至少在1300亿元。

丰田:开发出全固态锂离子电池 原型能量密度为400Wh/L

丰田研究人员表示,这种电池大约在2020年实现商业化应用,到2025年得到实质性改善。

松下:最新固体蓄电池 能量密度相对提高了3-4倍

据悉,固体松下蓄电池后将使RAV4电动版的续航里程增加至少3倍达500公里以上,其将首次达到普通汽油车型的行驶里程。

三星:硫化物电解质体系

博世:2020年前发售固态电动汽车电池 续航增一倍成本减半

博世和Seeo然后与日本著名的GS YUASA(汤浅)电池公司和三菱重工共同建立了新工厂,主攻固态阳极锂离子电池。

官方称,Sakti3已制造出能量密度达1100瓦时/升的电池,这一能量密度几乎是目前锂离子电池的2倍。

宝马:固态电池技术或于2026年量产

据悉,这款新电池将使用固态电解质代替目前锂离子电池普遍使用的电解液,这项改变可以为电池组带来多重好处,例如更轻、碰撞起火风险更低,同时电池容量也将有15%-20%的提高。

现代:聚焦固态电池研发

现代汽车集团新能源汽车负责人兼现代集团高级副总裁LeeKi-sang表示,下一代固态电池存在较大潜力。他预测,现有的锂电池大约到2022年或2023年左右便会淘汰,固态电池未来被使用的概率最大。

英国戴森:投资14亿美元研发新型固态锂电池

英国亿万富翁詹姆斯·戴森(James Dyson)表示,他的公司将在2020年前投资27亿美元推出全电动汽车。此前,James Dyson还宣布,他将投资14亿美元建立一座电池厂,推进电池技术的发展。

戴森也曾重资准备收购固态电池企业Sakti3,在收购Sakti3时,戴森本人提到他将会投资近10亿美元去大批量生产固态电池。

苹果:新专利全固态电池

不久前,美国专利商标局公布了苹果一项与固态电池充电技术相关的新专利,它是一项便携设备的固态电池充电技术。自2012年来,苹果公司就已经积极开始布局全固态电池技术的专利。

除了以上几家,Orbis Reseach在《全球固态电池市场2017-2021》报告中提到的一些主要参与者还包括:Cymbet、Infinite Power Solution               s、Solid Power、Planar Energy、Excellatron、BrightVolt、STMicroelectronics以及Front Edge Technology等。

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