【日本宣布舉國研發(fā)下一代電動(dòng)車全固態(tài)鋰電池，全固態(tài)電池到底具有怎樣的突出優(yōu)勢？】日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO）宣布，該國部分企業(yè)及學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將展開產(chǎn)學(xué)研合作，聯(lián)合研發(fā)下一代電動(dòng)車全固態(tài)鋰電池，力爭早日應(yīng)用于新能源汽車產(chǎn)業(yè)。這是NEDO關(guān)于全固態(tài)鋰電池研究的第二期合作項(xiàng)目。

據(jù)NEDO介紹，該項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資100億日元（約合5.8億元），該項(xiàng)目預(yù)計(jì)總投資100億日元（約合5.8億元人民幣），豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家汽車、電池和材料企業(yè)，以及京都大學(xué)、日本理化學(xué)研究所等15家學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)將共同參與研究，計(jì)劃到2022年全面掌握全固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)。

NEDO稱，下一代汽車（含清潔柴油車、混合動(dòng)力車、電動(dòng)汽車等）是全球汽車業(yè)的未來發(fā)展方向。日本眾多廠商已紛紛推出純電動(dòng)汽車及插電式混合動(dòng)力汽車的大規(guī)模銷售計(jì)劃，更高效的車載電池也因此備受關(guān)注。

全固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)里沒有氣體和液體，所有材料都以固態(tài)形式存在，高密度性、高安全性等性能使其與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比更具優(yōu)勢，在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。此前，工信部等四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》明確提出，加大投入研發(fā)新的動(dòng)力鋰電體系，其中就包括固態(tài)電池等新型電池。

日本政府加大全固態(tài)電池研發(fā)力度的目的之一是重新占據(jù)市場主導(dǎo)地位。在車用電池領(lǐng)域，日本企業(yè)走在前列，2013年占據(jù)全球70%的市場份額，但2013年市場占有率僅為3%的中國企業(yè)，到2016年已擴(kuò)大到26%，而日本企業(yè)則減至41%。從今年5月開始，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省將向技術(shù)研究協(xié)會(huì)——鋰電池材料評(píng)價(jià)研究中心（LIBTEC）投資16億日元（約人民幣9349萬元）。

按照《中國制造2025》確定的技術(shù)目標(biāo)，2020年鋰電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達(dá)到400Wh/kg，2030年能量密度達(dá)到500Wh/kg。顯然，新能源汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展需要新的技術(shù)儲(chǔ)備，全固態(tài)鋰電池則有望成為下一代車用動(dòng)力電池主導(dǎo)技術(shù)路線。

全固態(tài)電池技術(shù)有哪些優(yōu)勢？

此前，雷諾汽車業(yè)務(wù)負(fù)責(zé)人諾曼德公開表示，全固態(tài)電池是汽車工業(yè)的新希望，在成本、密度和熱穩(wěn)定性方面都較目前的鋰離子電池有巨大優(yōu)勢，未來將主應(yīng)用于長續(xù)航的電動(dòng)汽車。

全固態(tài)電池在電池領(lǐng)域發(fā)展的根本驅(qū)動(dòng)力之一就是安全性。傳統(tǒng)鋰離子電池的隔膜和電解液。根據(jù)電池的電極材料特性，在大電流下工作可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路，電池?fù)p壞；而電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會(huì)加劇。

此外，全固態(tài)電池相比傳統(tǒng)鋰離子電池優(yōu)點(diǎn)也比較明顯：

首先，相同能量下，全固態(tài)電池更薄且體積更小。傳統(tǒng)鋰離子電池中，隔膜和電解液共占據(jù)了電池中近4成的體積和2成的質(zhì)量。如果用固態(tài)電解質(zhì)取代，那么電極間距可以縮短到微米級(jí)，極大降低電池厚度，因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。

不僅如此，經(jīng)過氣相沉積制備的全固態(tài)電池，其整體厚度可能只有幾十個(gè)微米，因此就可以制成非常小的電源器件，整合到MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）領(lǐng)域，從而方便電池應(yīng)用在新型小尺寸智能電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品的小微型化。

其次，全固態(tài)電池輕便，能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變，可以使用金屬鋰來做負(fù)極取代石墨負(fù)極這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。

值得一提的是，使用全固態(tài)電池，可以解決許多新型高性能電極材料與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性問題。

綜合考慮到以上兩大因素，全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池，能量密度可以有一個(gè)較大幅度的提升。目前為止，許多實(shí)驗(yàn)室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。

從能量密度的數(shù)據(jù)上看，全固態(tài)電池帶給人們更多的直觀體會(huì)是我們的手機(jī)等電子產(chǎn)品從“一天一充”升級(jí)到“兩天一充”。

總之，全固態(tài)鋰電池使用固態(tài)電解質(zhì)，具有高密度性、高安全性等特點(diǎn)，相對(duì)于傳統(tǒng)液態(tài)電池更具優(yōu)勢，在新能源汽車等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。