電動汽車要想成主流全靠電池？固態電池或成香餑餑

騰訊科技訊 1月8日消息，據外媒報道，為了提供一種更便宜、更安全、充滿電就能行駛800公里的電動汽車，汽車行業需要在電池技術方面取得突破。不過，要想取得這種突破，往往說起來容易做起來難。

中國、日本以及美國的科學家都在努力尋找顯著提高電池電量儲存能力的方式，並使電動汽車的續航里程與加滿油差不多，而這就需要固態電池技術的幫助。這種技術需要對電池內部結構進行大改造，使用固體材料而不是易燃液體來實現充電和放電目的。

這項技術有望對現有鋰離子電池組進行重大改進的情況下取得突破。許多汽車製造商表示，鋰離子電池正在達到其存儲電力的極限，可能永遠不會有足夠的電力供遠程車型使用。

如果能夠取得成功，固態電池技術可以幫助內燃機汽車加速消亡，並有可能將電動汽車的充電時間從幾個小時減少到大約10分鐘。由特斯拉（Tesla ）公司建造的超級充電樁網路現在提供較快的充電服務，但依然需要大約30分鐘時間才能使耗盡電量的汽車充電量達到80%。

福特（Ford）汽車公司駐底特律的儲能戰略和研究高級經理泰德·米勒(Ted Miller)表示：「如果沒有固態電池技術，我們找不到其他實現這一目標的方法。我現在無法預測到底誰會把它商業化。」福特公司研究了各種技術，旨在提供更強大的電動汽車電池。

目前，使用固態電池的最好原型車僅足以推動單人汽車駛過日本富士山附近的豐田（Toyota）汽車公司停車場。戴姆勒（Daimler AG）公司和菲斯克（Fisker）公司等汽車製造商、中國鋰工業巨頭、法國道達爾石油（Total SA）公司以及麻省理工學院和斯坦福大學的子公司，都在努力完成這項任務。

菲斯克最早可能在今年對其電池進行汽車測試，而豐田和戴姆勒的測試時限則延長至2020年代。

這場賭注很大。電動汽車的採用預計將推動鋰離子電池的迅猛增長，鋰離子電池是內燃機的主要替代品。來自BloombergNEF的最新報告發現，2017年電動巴士和乘用車所用鋰離子電池高達44千兆瓦時。預計到2030年，這一需求將飆升至每年1500千兆瓦時以上。

據瑞銀集團(UBS Group AG)的數據顯示，任何擁有能夠超越鋰離子技術的可行固態電池的人，都可能在2025年之前價值約840億美元的所有電動汽車電池市場佔據上風，而其目前的價值約為230億美元。

固態電池成功所需支持

鋰離子電池技術是手機和個人電子領域幾十年來使用的標準技術，正在進入電動汽車和電網儲能領域，它使用液體電解質在陽極和陰極之間穿梭離子，為電池充電或放電。而固體電池，顧名思義，就是用陶瓷、玻璃或聚合物等固體材料代替液體。

這應該會降低電池起火的風險，並讓電池變得更薄、更小，以便可以放在汽車座椅下面。研究人員還希望將固體電解質與鋰金屬陽極匹配，以提高能量密度，並使電動汽車進行更長距離的旅行時能夠無需停下來充電。這可能有助於消除消費者對中途電力耗盡的擔憂，從而刺激銷售。

要做到這些，需要解決一系列難題。原型車目前的電池續航里程對於汽車來說太短了，而且在充電或放電時，電池的導電性差，成本效益低，材料有時會急劇膨脹和收縮。

日本鋰離子電池技術與評估中心(LIBTEC)董事總經理石黑浩(YasuoI Shihero)說，而當科學家解決其中一個問題時，往往又會加劇另一個問題。包括豐田、松下(Panasonic)以及日產(Nissan)在內的25家公司組成的聯盟，得到了政府約9000萬美元的資金支持，以加快研發進度。

菲斯克董事長兼首席執行官亨里克·菲斯克(Henrik Fisker)表示：「在所有的參與者中，似乎每個人都解決了五件最重要的事情中的一件或兩件或三件，但沒有人真正解決所有問題。」

中國青島新能源研究院將在兩年內進行固態電池汽車試驗，並考慮到2025年將其商業化。中國最大的電池生產商——Contemporary Amperex科技有限公司，將固態電池技術納入其先進電池研究範疇。

韓國三星SDI公司，SK創新公司以及現代汽車公司表示，他們也在研究這項技術。總部位於英國的家電製造商戴森有限公司(Dyson)也在研究這項技術，該公司當前的目標是電動汽車。

戴姆勒(Daimler)在德國斯圖加特的電池研究主管安德烈亞斯·赫恩納赫(Andreas Hintennach)表示：「對於乘用車來說，我們應該在本世紀20年代初看到原型。」上個月，包括梅賽德斯-賓士(Mercedes-Benz)在內的品牌背後的汽車製造商同意，到2030年，將訂購230億美元的當代鋰離子電池。

大眾汽車公司(Volkswagen AG)計劃最早於2022年與合作夥伴Quantumscape公司開始試生產。這些時間表可能證明是樂觀的。

行業顧問、科羅拉多州博爾德能源研究顧問公司(Boulder Energy Research Advisors)董事總經理薩姆·賈菲(Sam Jaffe)表示：「實際上，這是個殘酷的戰場，每個人都在努力讓這些電池發揮作用，但目前還沒有人接近這個目標。」

BNEF駐倫敦的分析師詹姆斯·弗里斯(James Frith)表示，要到本世紀20年代末，具備所有承諾優勢的固態電池才能上市。即便到那時，它們的價格仍可能非常高昂。

特斯拉表示，該公司經常與開發商交談，並審查電池原型，但還沒有看到任何比現有鋰離子電池組更好的電池技術。特斯拉Model S充滿電後可以行駛539公里。特斯拉首席技術官斯特勞貝爾（JB Straubel）曾表示：「我們已經盡了最大的努力，我們洗耳恭聽，我們很想找到它，但我們還沒有成功。」

特斯拉的供應商松下表示，該公司仍在繼續研究固態電池技術，但「商業化仍有許多障礙」。

豐田的突破潛力

據競爭對手、學者和專利數據顯示，實現固態電池技術突破的最大希望在於豐田。

據Bloomberg Law分析，這家亞洲最大的汽車製造商至少擁有233項與固態電池技術有關的專利或申請，幾乎是其最接近競爭對手的三倍。豐田在2018年10月份發布的年度報告顯示，該公司將在電池業務上投資1.5萬億日元(合139億美元)，並計劃在本世紀20年代初將固態電池技術商業化。

在過去十年中，豐田已經部署了多達200名員工，主要是在富士山附近的東橋-富士研究中心進行研發。該公司在使用固態電池為數字時鐘、兩輪踏板車以及傳送帶提供動力方面取得了很大進展，然後在其單座低速型汽車COMS的改裝版上測試了這項技術。

LIBTEC的前豐田經理石黑浩說，這款車對研究人員來說更像是一種激勵，而不是一種交通方式。

福特公司的米勒表示，由於許多現有電動汽車電池製造商專註於提高產量和降低成本，豐田的主要挑戰者可能是一批美國初創企業。考慮到這種可能性，大眾去年斥資1億美元收購了

福特(Ford)的米勒表示，由於許多現有電動汽車電池製造商專註於提高產量和降低成本，豐田的主要挑戰者可能是一批美國初創企業。考慮到這種可能性，大眾去年斥資1億美元增持了Quantumscape的股份。Quantumscape是由前斯坦福大學研究人員創建的，總部位於加州聖何塞(San Jose)。

總部位於美國馬薩諸塞州沃本(Woburn)的Ionic Material公司表示，Sun Microsystems聯合創始人比爾·喬伊(Bill Joy)和由汽車製造商雷諾(Renault SA)、日產以及三菱(Mitsubishi)公司組成的風險投資基金都是其支持者。

2018年10月在日本大阪舉行的一次論壇上，麻省理工學院剝離的子公司SolidEnergy Systems公司首席執行官胡啟超（音譯）表示，預計將在2021年後開始對電動汽車進行固態電池試驗。

Solid Power是總部位於科羅拉多州路易斯維爾的電池公司，自2017年12月以來始終與寶馬汽車公司(BMWAG)建立開發夥伴關係。其首席執行官道格·坎貝爾(DougCampbell)表示，他相信固態電池技術將在汽車領域具有商業可行性，但可能不需再等五到十年了。

坎貝爾說：「我不會說我們前面沒有挑戰。但我有信心，這些挑戰不需要出現奇蹟就能克服。」（騰訊科技審校/金鹿）

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