电动汽车固态电池突破

刺状树蕨

固态电池技术储备战

现在的电动车大多使用锂离子电池，锂离子电池的形状和组合也变得更加丰富和实惠。但是制造的背后争议很多，每年都有很多次火灾事故见诸报端。汽车企业在电池技术上取得突破显得尤为迫切。在制造更便宜、更远程电动汽车的竞赛中，汽车公司正在向一个长期以来被认为技术难度很大的项目投入更多资金，那就是固态电池。

汽车高管和分析师表示，固态电池是一种电池技术，比锂离子电池和锂离子聚合物电池更安全、更耐用。

因为科学界认为锂离子电池已经到极限了，磷酸铁锂电池和三元锂电池都是液体电解质的锂电池。液体电解质锂电池由正极、隔膜、负极和电解液组成。固态电池用固体电解质代替隔膜和电解液。固态电池根据电解质材料的种类可分为聚合物、氧化物和硫化物。

固态锂电池技术可以大大提高锂电池的能量密度，但这种技术仍然价格昂贵，并且没有在实际应用中得到证明。这一障碍预计需要几年时间才能解决。目前，各大百年汽车公司，如大众、福特、宝马等，都投资了固态电池初创企业，帮助他们进行技术进步，并希望他们能够投入量产。

电池初创公司QuantumScape获得了汽车制造商和金融投资约十亿美元的投资。根据咨询公司AlixPartners的数据，位于圣何塞的QuantumScape电池初创公司由计算机科学家、主要电信部件供应商Infinera的联合创始人Jagdeep Singh和毕业于斯坦福大学的机械工程师Tim Holme共同创立，正在研究用于电动汽车的固体锂金属电池。今年3月，大众汽车的电池科学家在他们自己的实验室中独立验证了QuantumScape的测试，他们公司的总投资为3亿美元。目前QuantumScape的市值约为105亿美元。

众所周知，电池组是电动汽车中成本最高的组件，全球最大汽车制造商对固态电池领域的豪赌或将提振整个电池行业。

大众汽车增持QuantumScape的股份，目的是推进固态电池的联合开发，并为其大规模生产做好准备众所周知，电池组是电动汽车中最昂贵的部件，全球最大的汽车制造商对固态电池的豪赌可能会提振整个电池行业。大众增持QuantumScape股份，是为了推进固态电池的联合开发，为其量产做准备。

风险更低，更耐用

上世纪八九十年代锂离子电池技术的进步和沉淀，诞生了第一个商业上成功的电动汽车制造商特斯拉。在特斯拉马斯克的带领下，一股新生力量异军突起。使用液体电解质的锂离子电池提供的出行范围已经扩展到了全球，电动汽车也比刚出现的时候便宜了很多。截至去年年底，特斯拉在全球拥有超过2万个超级充电桩，充电网络的布局成为特斯拉的优势之一。

特斯拉对城市的破坏让更多车企感到惊讶，纷纷押注电动汽车。咨询公司AlixPartners汽车业务董事总经理约翰·洛尔(John Lore)表示，过去一年全球对插电式汽车的投资增长了40%。

然而，实现和推广固态电池技术仍然是一个长期的工程。绝学认为，固态电池优势明显，但可能需要近十年才能实现量产。现在汽车厂商投资未来势在必行。作为一家制造企业，他们必须展望未来:“当其他人都在投资新技术时，没有人愿意无动于衷。”

瑞银研究部电池技术分析师蒂姆·布什(Tim Bush)表示，锂离子电池的一大障碍是，随着能量密度的增加，起火的风险也会增加。特斯拉和蔚来的电池自燃问题频频发生，通用汽车最近召回了约14.2万辆雪佛兰Bolt电动汽车，以修复与电池起火相关的制造缺陷。在召回电动汽车的同时，该公司提醒客户在问题解决之前，不要给汽车充满电或将其停放在车库中。行业高管和分析师表示，固态技术如果普及，将使电池状态更加安全，因为核心材料不太可能燃烧。

事实上，固态电池一直被视为电池行业的希望。与锂离子电池相比，固态电池优势明显，包括:普通锂离子电池从10%充到80%需要60分钟，而固态电池不到15分钟就能从0%快速充到80%。电池的生产成本有望比普通锂离子电池降低17%。与普通锂离子电池相比，其能量密度高出80%以上，续航里程显著提升，车辆行驶里程有望提高50% ~ 80%，续航时间显著延长。根据QuantumScape单层电池测试，超过1000次循环后，中值能量保持率超过90%。如何将燃料库改造成电力库

大众工厂正在转型为电动车工厂，因为这家德国巨头希望改变其形象并成为特斯拉的竞争对手大众汽车正在向电动汽车工厂转型，因为这家德国巨头希望改变形象，成为特斯拉的竞争对手。

在已经转型的老牌车企中，大众无疑和丰田一样愿意投入巨资，丰田在电动汽车上的投入超过了其他美国传统汽车制造商。虽然没有企业成功制造出可以量产的固态电池，但创业公司希望通过与拥有百年生产经验的汽车制造商合作来实现这一目标。

“固态技术改变了游戏规则。”大众汽车电池开发主管弗兰克·布洛姆(Frank blom)说。大众汽车巨额投资固态电池的消息传出后，宝马和福特在5月份宣布向正在研发固态电池的Solid Power投资1.3亿美元。

Solid Power首席执行官道格·坎贝尔(Doug Campbell)表示，该公司将设立一条试验线，并于明年开始制造“汽车级”固态电池。豪华汽车制造商宝马的首席执行官奥利弗·奇普西(Oliver Chipsey)在9月份的慕尼黑车展上表示:“我们相信，如果下一项技术出现，它将是坚实的。”

在其他车厂，日产计划在电气化下半年将全固态电池投入实用；现代汽车表示正在研发固态电池，计划在2030年将首批采用该技术的汽车投入量产；通用汽车投资了初创公司Solid Energy Systems，并与其合作开发固态电池；福特还投资了固态电池初创公司；戴姆勒和加拿大魁北克水电公司共同开发了固态电池技术，该技术将在达到量产后应用于电动汽车。

尽管所有人都强烈支持这项技术，但固态电池的制造成本及其在极热和极冷气候下的安全工作能力仍不清楚。业内人士认为:“电动汽车和电池必须在很宽的温度范围内运行。”

与QuantumScape和Solid Power相比，丰田拥有的固态电池(SSB)专利最多。9月初，丰田宣布将在2030年前投资135亿美元开发下一代电池和电池供应链，包括固态电池。重要的是，该公司还发布了一个使用固态电池的原型的简要介绍，这是许多固态电池创业公司的缺点之一，他们缺乏工作原型。

丰田首席技术官Masahiko Maeda表示，测试表明这些电池的产量高于传统锂离子电池，但也发现它们的使用寿命较短:“要解决这个问题和其他问题，我们需要继续开发，主要是改进固体电解质材料。”