．日本為何對全固態鋰電池情有獨鍾？

まーさんが見た東京モーターショー⑤NGKの全固体電池

來源： OFweek锂电网

日本新能源產業技術綜合開發機構日前宣佈，該國部分企業及學術機構，將在未來5年內，聯合研發下一代電動車全固態鋰電池，力爭早日應用於新能源汽車產業。

該項目預計總投資100億日元，豐田、松下等23家汽車、電池和材料企業，以及京都大學、日本理化學研究所等15家學術機構，將共同參與研究，計劃到2022年全面掌握全固態電池相關技術。

此前，日本鋰離子電池技術與評估中心財團，從日本經濟產業省那裡，獲得了1400萬美元的資金支持，最終目標是在2030年之前共同研發出，一種能夠支持800公里續航里程的電池。

今年以來，日本國內企業和研究機構的重心，主要集中在全固態鋰電池上。不禁讓人好奇，為何如此重視全固態電池技術？

全固態電池技術的突出優勢

此前，雷諾汽車業務負責人諾曼德公開表示，全固態電池是汽車工業的新希望，在成本、密度和熱穩定性方面，都較目前的鋰離子電池有巨大優勢，未來將主應用於長續航的電動汽車。

全固態電池在電池領域，發展的根本驅動力之一就是安全性。傳統鋰離子電池的隔膜和電解液，根據電池的電極材料特性，在大電流下工作，可能出現鋰枝晶體，從而刺破隔膜導致短路，電池損壞；而電解液為有機液體，在高溫下發生副反應、氧化分解、產生氣體、發生燃燒的傾向都會加劇。

此外，全固態電池相比傳統鋰離子電池，優點也比較明顯：

首先，相同能量下，全固態電池更薄且體積更小。傳統鋰離子電池中，隔膜和電解液共佔據了電池中，近4成的體積和2成的品質。如果用固態電解質取代，那麼電極間距可以縮短到微米級，極大降低電池厚度，因此全固態電池技術是電池小型化，薄膜化的必經之路。

不僅如此，經過氣相沈積制備的全固態電池，其整體厚度可能只有幾十個微米，因此就可以製成非常小的電源器件，整合到MEMS（微機電系統）領域，從而方便電池應用在新型小尺寸智慧電子設備，實現終端產品的小微型化。

其次，全固態電池輕便，能量密度高。使用了全固態電解質後，鋰離子電池的適用材料體系也會發生改變，可以使用金屬鋰來做負極取代石墨負極，這樣可以明顯減輕負極材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高。

在OFweek鋰電網5月份舉辦的研討會上，來自固體新能源的胡啓朝，帶來的能量密度可達500瓦時/千克固態鋰金屬電池，就是一個成功的佐證。

詳情可參考《美國麻省固體能源胡啓朝：固態鋰金屬電池是追求能量密度最優方案》一文。

值得一提的是，使用全固態電池，可以解決許多新型高性能電極材料，與現有的電解液體系的相容性問題。

綜合考慮到以上兩大因素，全固態電池相比於一般鋰離子電池，能量密度可以有一個較大幅度的提升。目前為止，許多實驗室中，都已經可以小規模批量，試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態電池。

從能量密度的數據上看，全固態電池帶給人們更多的直觀體會，是我們的手機等電子產品，從「一天一充」升級到「兩天一充」。

固態電池——新能源電池的新戰場

大陸不少證券機構研究員表示，固態電池與傳統鋰電池相比，具有更高的能量密度，同時擁有更大的功率和更長的使用時間，是下一代鋰電池發展的大趨勢。

目前，中國也在積極佈局固態電池研究，他們的工信部等四部委印發的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》明確提出，加大投入研發固態電池等新型電池。隨著巨頭紛紛入局，將推動技術突破加速，產業化應用有望提前。

眾多行業專家都對固態電池，成為下一代電池技術寄予厚望。接受採訪的業內人士指出，新能源電池的關鍵是續航能力，一旦能突破500公里或者更高，那麼電動汽車的市場滲透率，將明顯提高。

編輯認為，固態電池將成為國際新能源競爭的新戰場。福斯汽車去年宣佈，大舉進入固態電池研究領域，到2030年福斯全部車型都將有電動版，將投資500億歐元到電動車電池、200億歐元到電動車。

福斯方面表示，已經在計劃下一代電動車電池，即里程超過1000公里的固態電池，並將在2025年量產。目前全球在這一技術方面的先鋒是德國、日本、美國、法國。

中國的動力電池龍頭企業，寧德時代在聚合物和硫化物基固態電池方向，分別開展了相關的研發工作，並取得了初步進展，並在規模化生產上提出了初步的技術路線。

固態電池作為鋰電池未來發展的一個方向，全球範圍內已有多家企業開始佈局。大陸上市公司中，國軒高科在投資者互動平台表示，已在研發固態電池及固態電解質。

橫店東磁在接受機構調研時表示，將組織研發固態電池，旗下三元動力電池去年8月份試生產。贛鋒鋰業最新表示，目前公司的固態鋰電池處於試驗階段，但已透過多項第三方安全測試。

點評：全固態鋰電池，將是未來電動汽車車電池的發展方向。此前，中國的工信部等四部委印發的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》明確提出，加大投入研發新的動力鋰電體系，其中就包括固態電池等新型電池。

全固態電池的能量密度，至少是當下傳統鋰離子電池的三倍，充電時間縮短的同時，續航里程更遠，充放電次數更高，使得電池更耐用，是未來前景較明朗的一類電池技術。