續(xù)航里程更高、充電時(shí)間更短、使用更加安全……這些均是各大科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)在電動(dòng)車(chē)方面不斷追求的目標(biāo)。如今,電動(dòng)車(chē)制造商菲斯科(Fisker)正申請(qǐng)一款固態(tài)電池,可使電動(dòng)車(chē)的續(xù)航里程提高至500英里(約805公里),充電時(shí)間縮短至1分鐘。該公司計(jì)劃在2023年前將該電池商業(yè)化應(yīng)用。
菲斯科成立于2005年,位于美國(guó)加利福尼亞州,由寶馬前設(shè)計(jì)師亨利·菲斯科(Henrik Fisker)創(chuàng)辦。2014年2月,菲斯科被中國(guó)萬(wàn)向集團(tuán)納于麾下,后更名為卡瑪(Karma)。 據(jù)英國(guó)11月14日?qǐng)?bào)道,本周菲斯科公司遞交了一款固態(tài)電池申請(qǐng)的文件。該項(xiàng)涉及到新材料及制造工藝等,這些對(duì)于實(shí)現(xiàn)電池所需的能量密度、功率及成本目標(biāo)并助推電動(dòng)車(chē)的推廣及應(yīng)用非常重要。 固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。平常經(jīng)常使用的電池多為液體電池,電解液多為液體。由于固態(tài)電池的功率重量比較高,所以它是電動(dòng)汽車(chē)很理想的電池。 但早期的研究結(jié)果表明,固態(tài)電池在商業(yè)化應(yīng)用中還存在許多限制,比如電極電流密度低、使用的溫度范圍有限、可用的材料有限、成本偏高,以及制造工藝復(fù)雜等。此外,還有數(shù)種失效模式會(huì)影響固態(tài)電池的性能,這其中包括電極層結(jié)構(gòu)內(nèi)的接觸阻力高、離子流動(dòng)性低等,導(dǎo)致電池的放電能力比較低。 菲斯科公司稱(chēng),他們的固態(tài)電池采用了三維電極,試圖克服上述挑戰(zhàn)。這種三維電極的表面積是普通固態(tài)電池薄膜電極的25倍,具有較高的電子和離子電導(dǎo)率,從而實(shí)現(xiàn)快速充電和低溫操作。 所以,這款固體電池的能量密度是普通鋰離子電池的2.5倍。隨著材料和制造水平的不斷進(jìn)步,菲斯科預(yù)計(jì)到2020年這種電池的成本將為常規(guī)鋰離子電池的三分之一。此外,電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)也比較低。 菲斯科公司電池系統(tǒng)副總裁Fabio Albano稱(chēng),“這一突破標(biāo)志著固態(tài)電池材料和制造技術(shù)新時(shí)代的開(kāi)始?!彼€表示,“我們正在解決固態(tài)電池在商業(yè)化道路上遇到的其他障礙,比如低溫環(huán)境下電池的性能等。” 菲斯科公司稱(chēng),這款電池將于明年1月在國(guó)際消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)(CES)上展出,預(yù)計(jì)會(huì)在2023年進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。目前,該公司正與潛在的非汽車(chē)合作伙伴進(jìn)行洽談,有可能會(huì)早于2023年將這款電池進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。 事實(shí)上,固態(tài)電池并非全新的研究領(lǐng)域??茖W(xué)家們多年來(lái)一直在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究。不過(guò)由于生產(chǎn)成本、充電周期耐久性等問(wèn)題,這種產(chǎn)品尚未應(yīng)用。 除菲斯科以外,其他公司和科研機(jī)構(gòu)也在這一研發(fā)領(lǐng)域投入了相當(dāng)大的關(guān)注。比如,日本NEDO(日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu))早在2008年就制定了研發(fā)計(jì)劃,并計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn),包括固態(tài)金屬鋰、固態(tài)鋰硫和固態(tài)鋰空氣電池等。今年7月,日本豐田在固態(tài)電池上取得新進(jìn)展,并宣布要在2022年推出搭載全固態(tài)電池的全新電動(dòng)汽車(chē)。德國(guó)大眾也曾表示,已經(jīng)在計(jì)劃下一代電動(dòng)車(chē)電池,為里程超過(guò)1000公里的固態(tài)電池,將在2025年量產(chǎn)。
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