續航裡程更高, 充電時間更短, 使用更加安全……這些均是各大科研機構和企業在電動車方面不斷追求的目標. 如今, 電動車製造商菲斯科 (Fisker) 正申請一款固態電池專利, 可使電動車的續航裡程提高至500英裡 (約805公裡) , 充電時間縮短至1分鐘. 該公司計劃在2023年前將該電池商業化應用.
菲斯科成立於2005年, 位於美國加利福尼亞州, 由寶馬前設計師亨利·菲斯科 (Henrik Fisker) 創辦. 2014年2月, 菲斯科被中國萬向集團納於麾下, 後更名為卡瑪 (Karma) .
據英國每日郵報 (Daily Mail) 11月14日報道, 本周菲斯科公司遞交了一款固態電池申請專利的檔案. 該項專利涉及到新材料及製造工藝等, 這些對於實現電池所需的能量密度, 功率及成本目標並助推電動車的推廣及應用非常重要.
固態電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池. 平常經常使用的電池多為液體電池, 電解液多為液體. 由於固態電池的功率重量比較高, 所以它是電動汽車很理想的電池.
但早期的研究結果表明, 固態電池在商業化應用中還存在許多限制, 比如電極電流密度低, 使用的溫度範圍有限, 可用的材料有限, 成本偏高, 以及製造工藝複雜等. 此外, 還有數種失效模式會影響固態電池的性能, 這其中包括電極層結構內的接觸阻力高, 離子流動性低等, 導致電池的放電能力比較低.
專利示意圖
菲斯科公司稱, 他們的固態電池採用了三維電極, 試圖克服上述挑戰. 這種三維電極的表面積是普通固態電池薄膜電極的25倍, 具有較高的電子和離子電導率, 從而實現快速充電和低溫操作.
所以, 這款固體電池的能量密度是普通鋰離子電池的2.5倍. 隨著材料和製造水平的不斷進步, 菲斯科預計到2020年這種電池的成本將為常規鋰離子電池的三分之一. 此外, 電池爆炸的風險也比較低.
菲斯科公司電池系統副總裁Fabio Albano稱, '這一突破標誌著固態電池材料和製造技術新時代的開始. ' 他還表示, '我們正在解決固態電池在商業化道路上遇到的其他障礙, 比如低溫環境下電池的性能等. '
菲斯科公司稱, 這款電池將於明年1月在國際消費類電子產品展覽會 (CES) 上展出, 預計會在2023年進行商業化應用. 目前, 該公司正與潛在的非汽車合作夥伴進行洽談, 有可能會早於2023年將這款電池進行商業化應用.
事實上, 固態電池並非全新的研究領域. 科學家們多年來一直在實驗室中對這項技術進行研究. 不過由於生產成本, 充電周期耐久性等問題, 這種產品尚未應用.
除菲斯科以外, 其他公司和科研機構也在這一研發領域投入了相當大的關注. 比如, 日本NEDO (日本新能源產業技術綜合開發機構) 早在2008年就制定了研發計劃, 並計劃在2030年實現固態電池的量產, 包括固態金屬鋰, 固態鋰硫和固態鋰空氣電池等. 今年7月, 日本豐田在固態電池專利上取得新進展, 並宣布要在2022年推出搭載全固態電池的全新電動汽車. 德國大眾也曾表示, 已經在計划下一代電動車電池, 為裡程超過1000公裡的固態電池, 將在2025年量產.
