颠覆传统技术，固态电池成新宠

据经济观察网等媒体报道，日前，丰田及雷诺/日产/三菱联盟分别表示，目标2022-2025年之间推出使用固态电池的电动车。

同时，就在去年年底，中国的电池业内发生了一件大事：赣锋锂业发布公告称拟设立全资子公司浙江锋锂以自有资金不超过2.5亿元人民币投资建设第一代固态锂电池研发中试生产线。

“兼顾了高能量密度和高安全性的固态电池不仅是电池技术的一个终极目标，并且已经在全球范围内形成山雨欲来之势。”21日，恩力能源科技有限公司的副总经理、CTO车勇博士告诉科技日报记者。

恩力能源科技有限公司的副总经理、CTO车勇博士

“后铅后锂”电池技术悄然到来

目前，电动汽车的动力电池都是含有有机电解液的锂离子电池，由“正极材料+负极材料+隔膜”和液态的有机电解液组成。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。由于固态锂电池具有安全性能好、能量密度高和循环寿命长等优点，是电动汽车理想的动力电池。

“由于近年来兴起的对电动车和大规模储能的需求，在人类历史上‘二次电池’即可充电电池从来没有像今天这样受到如此空前的关注，作为一个纯功能性而无观赏性的电化学器件，二次电池正以‘幕后英雄’的形式，不仅在改变着人们的生活方式，而且也正在驱动着人类能源结构的变革。”车勇说。

目前，市场上的两种主流的二次电池——铅酸电池和锂离子电池，分别占有数百亿美元的市场，而且其市场规模仍在持续扩大。

铅酸电池被广泛应用于燃油车的启动电源、数据中心及通信基站的应急电源、以及具有中国特色的电瓶车、代步车的动力电池；锂离子电池除了用于智能手机、笔记本电脑等3C产品外，作为各类电动车的动力电池正迎来爆发式的市场增长。

车勇说，以上两种电池的生产商在收获着当前市场端巨大成功的同时，也对下一个更大规模的应用市场即万亿级储能市场虎视眈眈。

相对于有150年历史的铅酸电池而言，于1991年进入产业化的采用有机电解液的锂离子电池目前仍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。

车勇所在的恩力能源就致力于研发孵化“后铅后锂”时代的新型电池技术。在过去的5年里，恩力能源依靠自主研发成功将水系离子电池从实验室阶段推向了产业化，正在固定式储能市场上与铅酸电池等PK。

恩力能源水系离子电池

固态电池形成山雨欲来之势

“不久的将来，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。”车勇认为。

车勇解释，固态电池拥有非常显著的优点，由于固态电解质取代了传统锂离子电池中造成燃爆风险的有机电解液，这解决了高能量密度和高安全性的两难问题，从而将消除电动车用户的“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，固态电池技术应该说已经没有了不可逾越的技术瓶颈，但也仍然存在着相应的技术难题有待解决。

“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>10-2 S/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企业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生产性方面更具优势，但室温下离子电导率的提升可谓世纪难题。

在先进制造技术方面，除了宣布在2022年生产出装载全固态电池的纯电动车的丰田汽车以外，日本还有近10家大型企业在2006年前后就开始了对固态电池材料及生产工艺的研发，如今已经有了10余年的技术积累。

与低调稳健的日式研发相对应，美国的固态电池产业化主要由具有美式创新活力的初创企业来承担。在近两年里，美国的固态电池初创企业也是风生水起，吸引了来自包括BMW、大众、Bosch、Dyson、GM等国际知名企业的活跃投资。

“最近，‘固态电池’一词越来越高频率地出现在专业文献以外的社交媒体平台，而且再一次与‘锂离子电池之父’约翰·古迪纳夫（JohnGoodenough）教授的名字连在了一起。”车勇说。

就在2017年3月，一篇来自美国德州大学奥斯丁分校约翰·古迪纳夫科研组的论文再次震惊了世界。

约翰·古迪纳夫发明了一种同时具有锂离子和钠离子导电性，室温下离子电导率>10-2 S/cm的玻璃态（非晶态）氧化物固态电解质，而且用这种固态电解质制备的全固态电池有超过1000次的循环寿命。

车勇（后左）、恩力总裁戴翔博士（后右）与“锂离子电池之父”约翰·古迪纳夫（JohnGoodenough）教授（前）合影

车勇说，恩力能源也积极展开了对固态电池的研发和产业化布局。2017年10月恩力能源通过在美国的研发创新中心与德州大学奥斯丁分校约翰·古迪纳夫教授的团队签署了多年的固态电池合作研发协议，共同研发高电导率的固体电解质材料。

恩力研发实验室

同时，恩力还通过在日本的工程中心与多家具有固态电池先进生产技术的大学和企业进行合作，共同推进固态电池的产业化进程及在中国的市场化布局。

“恩力能源正依托在清华大学（固安）重大项目中试孵化基地的研发中心，采取与国内外学术、产业、技术及市场端的多方合作共赢的模式，整合国际尖端技术资源，吸纳海内外杰出人才，在电池产品研制及设计阶段就积极对接市场应用端的具体需求，以加速固态电池的产业化进程。”车勇对此非常有信心。

相关知识

颠覆传统技术，固态电池成新宠
行业首创！统帅木纹冰箱颠覆传统设计，玩出新时尚！
事实胜于雄辩，五行全能颠覆传统面膜
智能LED植物工厂颠覆传统农作方式
罗曼斯 | 颠覆传统，再战智能安防新高度
打破对洋品牌的执念，海尔成中国中央空调品牌标杆
颠覆传统印象，创维科技赋能品牌时尚
国庆搜狐蚌埠网友名品家居团购 软体成新宠
长虹CHiQ电视通过4K认证 “带走看”颠覆传统电视
海尔地产云菜网、有住网合作 颠覆传统建材装修