各國固態鋰電池發展到哪兒了？
時間:2018-09-10 17:24來源:電車匯 作者:史晨星
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相比于傳統的鋰離子電池，固態電池能實現安全與性能的雙提升。如液態電解質鋰離子電池可能出現高溫下氧化分解、產生氣體、發生燃燒等安全問題，而很多無機固體電解質材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，且有望克服鋰枝晶現象。雖然固體電解質仍然存在一定的可燃燒風險，但也比液態電解液電池安全性能高。
對于固態電池未來發展路線，多家媒體預言，準固態電池將以聚合物復合電解質為主，薄膜固態電池以氧化物復合電解質為主，全固態電池以硫化物復合電解質為主。
一、專利：日本專利居首，中國 SCI 文章第一
2017 年，關于固態鋰電池分別有 1198 篇文獻與 117 篇專利，其中 1096 篇文獻集中在金屬鋰負極、固態電解質以及固態電解質與正負極界面等基礎問題研究。
在固體鋰電池方面中國發表的文章數量占據第一位，國際發明專利方面日本占據一半以上，其中豐田以 26 篇占據了第一位。
豐田專利集中在對硫化物體系固態電解質進行研究，以提高電池的能量密度、電導率、循環壽命、安全性能等性能。
二、固態電池：50 年歷史，50 多家研發團隊
目前，全球范圍內約有 50 多家制造企業、初創公司和高校科研院所致力于固態電池技術。
三、 國外三巨頭：法國 Bollore、美國 Sakit3、日本豐田
法國 Bollore
聚合物固態電解質領域領軍企業，全球首個固態電池電動車商業化的公司
早在2011年10月，Bolloré就開始利用自主開發的電動汽車“Bluecar”和電動巴士“Bluebus”在法國巴黎及其郊外提供汽車共享服務“Autolib”，幾年來已累計投入了3000 輛搭載 30 kWh的由 BatScap 制造的固態電池。
正極材料采用 LFP 和 LixV2O8，負極材料采用金屬鋰，電解質采用聚合物（PEO等）薄膜，但其能量密度僅為 100 Wh/kg，而且工作溫度要求 60~80℃，必須持續性將電動車電池加熱至 60°C 以上來維持電池內部的導電能力。
英國戴森+美國Sakit 3
美國 Sakti3 是全球氧化物固態電池龍頭
2008 年，密歇根大學工程學教授瑪麗·塞思特里創辦了 Sakti3，塞思特里致力于電池技術的研究已有 20 年，并且擁有 70 余項專利。
2015 年 10 月，被真空吸塵器創新者戴森以 9000 萬美金的價格全資收購，以解決應用在其產品中的可充電鋰離子電池續航時間不夠長、安全性有限的問題。
Sakti3 目前存在的最大問題是其采用薄膜沉淀工藝的制造技術，簡而言之就是將薄膜進行一層層的堆積。這就造成其成本居高不下，且在未來降低成本的可能性也不算太大。
日本 38 家機構聯合研發全固態鋰電池，豐田是龍頭
2018 年 4 月，日本經濟產業省與日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）宣布啟動新一代高效電池“全固體電池”核心技術的開發。該項目預計總投資 100 億日元（約合 5.8 億元人民幣），豐田、本田、日產、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。
豐田是現階段硫化物固態電池龍頭
2010 年，豐田就推出了硫化物固態電池，2014 年有消息稱，豐田實驗原型固態電池能量密度已達 400 Wh/kg。
2017 年 2 月，豐田固態電池專利數量已達 30 件，遠超其它企業。
2017 年 10 月，豐田宣布投入200余人加速研發固態電池技術。同年 12 月，豐田聯合松下對外宣布，將聯合開發全固態電池。
四、國內五小龍：CATL、江蘇清陶、珈偉股份、贛鋒鋰業、北京衛藍
CATL
CATL 以硫化物電解質為主要研發方向，采用正極包覆解決正極材料與固態電解質的界面反應問題，采用熱壓的方式增強了電解質和電極材料之間的接觸，降低了界面電阻，通過對硫化物進行改性，增強了其熱穩定性。
目前容量為 325 mAh能量密度為 300 Wh/kg 的聚合物鋰金屬固態電池 300 周循環以上剩余 82%。
清陶
清陶發展由清華大學南策文院士團隊投資創辦，2002 年開始研發固態鋰電池；2006 年研發的 LLTO 固態電解質材料展示出了優異的性能；2010 年開發的石榴石結構 LLZO 固態電解質材料工藝成熟。
2018 年 5 月展示了即將量產的清陶固態電池高安全性測試視頻
珈偉股份
國珈星際是珈偉股份的子公司，技術路徑是以第二代聚合物鋰離子導體作為固態電解質，以三元材料或磷酸鐵鋰等作為正極，以石墨作為負極。2018 年 7 月，36Ah 類固態軟包三元材料動力鋰離子蓄電池通過國家機動車質量監督檢驗中心強制性檢驗，能量密度達到了 230 WH/kg，循環次數達 4000 次，72v 系統可用在電摩上，價格大約 1.5 元/wh。
贛鋒鋰業+中科院材料所
2017 年 8 月 18 日，贛鋒鋰業引入許曉雄博士（科技部新能源全固態鋰離子儲能電池負責人）等一批中科院的技術團隊。
2017 年 12 月 5 日，贛鋒鋰業（002460）發布公告，將設立全資子公司浙江鋒鋰，以自有資金不超過 2.5 億元投資建設一條年產億瓦時級的第一代固態鋰電池研發中試生產線，項目建設期 2 年。
2018 年 6 月 30 日，第一代固態鋰電池技術指標達到：單體容量 10Ah，能量密度不低于 240 Wh/kg，1000 次循環后容量保持率大于 90%，電池單體具備 5C 倍率的充放電能力，同時電池研制品通過第三方機構安全檢測。
北京衛藍+中科院物理所
2016 年 8 月，北京衛藍新能源成立，依托中國科學院物理研究所，專注于下一代固態鋰電池研發與生產。
目前，北京衛藍已經研發并掌握了固態電池技術領域的多項關鍵性技術，包括金屬鋰表面處理、原位形成SEI膜技術、固態電解質、鋰離子快導體制備技術以及高電壓電池集成技術、陶瓷膜優化技術和集流體解決方案。
文章標簽：
鋰電池;豐田
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