電池的變革帶動了世界范圍內的智能手機、平板電腦的飛躍式發展，并且鼓勵消費者遠離化石燃料，電動汽車也應運而生。然而，驅動現代科技的鋰電池卻擁有不可忽視的弊端，在不增加電池組成本的情況下提高安全性和能量密度的方法已達到技術極限，解決這些局限性是真正推動電動汽車革命的關鍵。固態電池憑借其安全性和使用的原材料更少，提供了部分解決方案。

 

       鋰電池的污染性和安全性引發爭議

 

       一方面，電動汽車中使用的鋰電池包含數百公斤的金屬和材料，尤其是石墨，鈷和高純鎳，這些金屬和材料可能會在采礦和精煉過程中造成嚴重污染并增加CO2排放量。另一方面，安全性是另一個問題。傳統上，電池中鎳、鈷和錳的含量相等。但是，最近的行業趨勢是將電池中鎳的比例增加到陰極的80％以上。這樣有助于增加里程，并使用更少的鈷（其成本是鎳的兩倍），從而降低生產成本。但不幸的是，這種新組合也使電池更加易揮發。事實證明，其他金屬組合（例如鋰和鐵）更安全，但能量密度較低。

 

       固態電池具有優越的性能

 

       固態電池有望解決許多環境和安全問題。下一代電源，即固體電解質層，可以替代當前鋰電池中的易燃液體溶液，從而更密集地存儲能量。同時，電解質還可以兼作電池的隔膜，減少火災危險和所需原材料的數量。此外，固態電池可以像砌磚一樣堆疊在墻上，使它們更容易安裝到不同的汽車設計中。使用固態電池將減少銅和鋁的需求，從而完全消除石墨和鈷的使用，使得回收固態電池成為簡單、安全的過程。

 

       各國搶灘固態電池市場

 

       2020年，歐洲開始逐步施行更嚴格的排放目標，致使電動汽車銷量增長了一倍以上，多個國家承諾從2030年起禁止汽油和柴油車。全球對電動汽車的需求進一步加速，意味著對電池的需求也將井噴。目前，多個國家已經在積極布局固態電池市場，其中，大眾汽車公司和比爾·蓋茨支持的硅谷新興企業QuantumScape將目標設定為在2024年實現固態電池商業化生產。我國很多廠家也在積極探索固態電池的研發，但受到成本制約因素，短時間內只適用于部分場景。以目前發展態勢來看，固態電池實現商業化只會早于預期，我國還需加快腳步，搶占全球市場先機。

 

       本文作者：賽迪智庫安全產業研究所 李泯泯