日前,丰田及雷诺/日产/三菱联盟分别表示,目标在2022-2025年间推出使用固态电池的电动汽车。就在去年年底,赣锋锂业也公布通告称将建设第一代固态锂离子电池研发中试加工线。
固态电池是指电池结构中不含液体,所有材料都以固态形式存在的储能器件,由“正极材料+负极材料”和固态电解质组成。由于固态锂离子电池具有安全性能好、能量密度高和循环寿命长等优势,是电动汽车理想的动力锂离子电池。
相有关有150年历史的铅酸蓄电池而言,于1991年进入产业化的采用有机电解液的锂离子电池目前依然是市场上最先进的电池。
“随着现代材料科学及制造技术的突飞猛进,‘后铅后锂’时代的电池技术已悄然而来。”车勇说,“不久的未来,固态电池将以坚实的步伐迈入我们的社会,改变我们的生活。”
车勇解释,固态电池拥有非常显著的优势,由于固态电解质取代了传统锂离子电池中可能燃爆的有机电解液,这处理了高能量密度和高安全性的两难问题,从而将消除电动汽车用户的“续航焦虑”,甚至可望实现快速充电。
迄今为止,经过科学家们的不断努力,固态电池技术应当说已经没有了不可逾越的技术瓶颈,但也依然存在着技术难题有待处理。“固态电池的核心技术是达到高离子电导率的固态电解质材料技术以及实现低阻抗固—固界面的先进制造技术。”车勇进一步解释。在固态电解质材料方面,日本东京工业大学的菅野了次教授于2011年发明了室温下离子电导率10-2S/cm(超越了传统有机电解液)的硫化物固态电解质。
车勇说,这一技术成为了目前在固态电池的产业化方面的龙头公司丰田汽车的技术基础。与硫化物固态电解质相比,氧化物固体电解质在高安全性及易加工性方面更具优点,但室温下离子电导率的提升仍是世纪难题。