電池技術面臨突破

宗助 南之瑉

日本豐田公司表示，已經在固態(tài)電池技術上取得重大突破，能夠將電池的體積減半，克服電池耐久性問題，預計將在2027年或2028年投入大規(guī)模生產。固態(tài)電池是一種新型鋰電池，相較于當前市面上的電池，雖然成本更高，但重量更輕，而且可以解決電動汽車電池的諸多問題，比如充電時間長、容量小和著火風險。

市場上現(xiàn)有的鋰電池使用的是液態(tài)電解質，而豐田希望以固態(tài)電解質取而代之。如果成功，豐田預計其由固態(tài)電池驅動的電動汽車，續(xù)駛里程將達到1200公里，是目前電動汽車續(xù)駛里程的兩倍多，充電時間將在10分鐘內或更短。

豐田公司的目標是利用固態(tài)電池技術將續(xù)駛里程增加一倍以上并減少充電時間。

不過，大批量生產固態(tài)電池成本高昂且困難重重。豐田表示，要實現(xiàn)量產，最關鍵、最困難的技術之一是組裝過程，需要在不損壞材料的前提下快速、高精度地堆疊陰陽極電池層。豐田總裁佐藤浩二也承認，豐田距離大規(guī)模生產固態(tài)電池尚有一段距離。他說：“我認為，目前最重要的事情是將固態(tài)電池推向世界，然后再考慮擴大產量?！?/p>

2023年11月21日，瑞典新能源公司北方伏特宣布，其鈉離子電池技術取得了突破性進展。該公司得到了德國大眾和寶馬等公司的投資，與合作伙伴阿爾特里斯公司共同開發(fā)出了這項技術。該電池的峰值能量密度已經超過每公斤160瓦時（鋰離子電池的平均能量密度為每公斤200到300瓦時）。這種電池不含鋰、鎳、鈷和石墨，相比傳統(tǒng)的鎳錳鈷三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池，更加安全、便宜和可持續(xù)。

鈉離子電池技術基于由硬碳制成的陽極和普魯士白（一種鐵基復合物）制成的陰極。北方伏特計劃成為全球首家將普魯士白電池工業(yè)化并將其推向商業(yè)市場的公司，其首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人彼得·卡爾松表示，“世界對鈉離子電池寄予厚望。我們開發(fā)出的新技術使得鈉離子電池的廣泛應用成為可能，這對加速能源轉型……以及實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展至關重要?！?/p>

北方伏特位于瑞典的實驗室

迄今為止，電動汽車或電力存儲系統(tǒng)的電池大多基于鋰離子技術。然而，鋰存在顯著的缺點：全球儲量有限、開采成本高且污染環(huán)境。此外，鋰電池的電極還需要使用鈷和鎳，其開采不僅污染環(huán)境，而且有劇毒。

鈉離子電池自20世紀80年代以來就廣為人知。鈉在全世界范圍內作為海水和巖鹽的成分廣泛存在，比鋰便宜得多。鈉離子電池的價格比鋰離子電池低40%左右。鈉離子電池對溫度的敏感度也明顯更低。有電池專家指出，對于鈉離子電池來說，即使在零下20攝氏度的低溫下，仍然可以使用90%的存儲容量，而無需先預熱電池。此前，鈉離子電池的主要弱點是能量密度相對較低，但如今這一點已得到顯著改善。

北方伏特首席執(zhí)行官彼得·卡爾松被認為是歐洲電池技術發(fā)展的希望。

北方伏特強調，低制造成本和高溫安全性使得鈉離子電池技術對印度、中東和非洲等新興市場特別具有吸引力，其下一代鈉離子電池也將為電動汽車的發(fā)展提供可能性。有電池專家表示，鈉離子電池有潛力在未來幾年內徹底改變電動汽車行業(yè)。

編輯：周丹丹