固态电池暗战，中美德日抢跑

图片来自“Unsplash”近日，美国能源部宣布，其2019财年奖金将分配给从事“先进技术研究”的车企，包括通用汽车和福特汽车，这两家公司都获得了大笔奖金。据悉，美国能源部将向通用汽车拨款910万美元，其中200万美元显然与固态电池的研发有关。固态电池技术作为下一代动力电池技术的理想解决方案，比目前主流的锂离子电池技术更先进，不仅封装尺寸更小，能量密度更高，而且可靠性更高，不易过热，更何况搭载固态电池的电动汽车充电可能只需要几分钟而不是几个小时。高能量密度和安全性也可以两全其美。今年以来，包括中国、美国、欧洲在内的全球市场发生多起新能源汽车自燃起火事故，涉及特斯拉、蔚来等电动车品牌。新能源汽车为什么这么“火”？8月18日，中国国家新能源汽车大数据联盟发布了《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管结果报告》。数据显示，今年5月以来，发生起火事故的新能源汽车(起火时的车辆状态已查明)中，86%使用三元锂离子电池，7%使用磷酸铁锂电池，7%使用型号不确定的电池。三元锂离子电池已经成为大多数汽车品牌电动车产品配备的主流动力电池类型。业内专家指出，传统的锂离子电池使用有机液体电解液。在过充、内部短路等异常情况下，电池容易发热，导致电解液膨胀、自燃甚至爆炸，存在严重的安全隐患。目前，为了消除消费者的“里程焦虑”，并获得一些国家对长续驶里程新能源汽车的更高补贴，许多企业现在都在采用能量密度更高的锂离子电池来提高电动汽车的续驶里程。然而，随着锂离子电池密度的不断提高，安全隐患也越来越突出。那么，有没有一种电池可以保证高能量密度和高安全性能呢？固态电池应运而生。金属锂可作为固态锂电池负极，电池能量密度有望达到300 ~ 400 Wh/kg甚至更高，可与高压电极材料匹配，进一步提高质量能量密度，在支持电动汽车长途行驶方面更具优势。与目前市面上的液态锂离子电池相比，固态电池使用的是固体电解质，不易燃、不腐蚀、不挥发，没有漏液问题。正是因为固态电池的诸多优势，世界各国车企都在大力发展固态电池技术，希望在下一代动力电池技术的竞争中获得先机，但首先要解决一系列技术问题，比如寻找高效的固态电解质材料。此外，固体电解质与电极之间的界面处理也是固态电池面临的一大难题。目前，包括浙江丰利新能源科技有限公司在内的中国很多企业都在探索固态电池的产业化。美国能源部拨款车企推动研发美国能源部拨给通用汽车的200万美元，可谓“及时雨”。具体来说，一百万美元将用于“对固态电池中界面现象的基本理解”；另外100万美元将用于研究“用硫化物玻璃电解质加热全固态电池”。根据2014年的一项研究，硫化物玻璃电解质在室温下的电池测试循环中表现非常好，可能是固态电池量产的关键材料。美国能源部表示，固态电池的研发将在密歇根州的沃伦进行，即通用汽车的沃伦技术中心。7月30日，通用汽车(中国)在上海举行的科技日上展示了中国前瞻技术研究中心(以下简称前瞻中心)的创新成果。通用汽车中国研究院院长杜江凌介绍，前瞻中心电池实验室未来将进一步加强固态电池的研发。事实上，不仅仅是通用，它的老对手福特也在研发固态电池。今年4月，美国固态电池初创公司Solid Power宣布完成B轮融资，由福特和三星共同投资。Solid Power是一家位于美国科罗拉多州的初创公司，是从美国科罗拉多大学博尔德分校的电池研发项目中分离出来的。与此同时，福特宣布与Solid Power正式合作，双方宣布将开始研发下一代电动汽车全固态电池。福特汽车公司首席技术官肯·华盛顿(Ken Washington)表示:“与Solid Power的合作使我们能够在一项重要的新兴技术上进一步合作，这项技术可以真正改变智能电动汽车的设计和集成。”作为欧洲最大的应用科学研究机构，德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会启动了一项关于固态电池的战略性国际合作计划。今年年初，德国Flawn的Hof硅酸盐研究所和瑞士联邦材料测试与研究实验室共同启动了一个名为IE48的项目，为电动汽车固态电池的量产奠定了基础。该项目是基于R&D两个研究机构的实力。总部位于瑞士迪本多夫的瑞士联邦材料测试和研究实验室为这种新型电池技术提供化学和物理基础，而总部位于德国维尔茨堡的Flawn Hof硅酸盐研究所则提供工艺开发和电池生产方面的专业知识。双方的合作旨在解决固态电池工业化生产中最重要的技术瓶颈。弗劳恩霍夫应用研究促进协会在一份声明中表示:“固态电池不需要易燃的液体电解质，因此可以提供显著的运行稳定性。此外，它在尺寸和重量上也有优势，因此不需要太复杂的安全电池外壳。”弗劳恩霍夫应用研究促进协会表示，如果双方的研究能够取得突破，这将是欧洲的战略胜利。固态电池领域的跨越式进展将为欧洲带来弯道超车的机会，并将亚洲厂商在动力电池方面的主导优势带回欧洲。去年6月，大众集团宣布与美国电池初创公司QuantumScape合作，双方致力于在2025年前量产QuantumScape正在研发的固态电池。QuantumScape是由斯坦福大学前研究人员于2010年创立的风险投资公司，在固态电池领域的专利已经达到200项左右。作为合作的一部分，大众集团向QuantumScape投资1亿美元，并派出技术人员参与QuantumScape的研发。大众认为，如果使用固态电池，其电动大众e-Golf的续驶里程可以从目前的300公里提高到750公里左右。大众之所以投资QuantumScape，主要是为了获得相关技术专利，以便在下一代动力电池的竞争中获得一席之地。除了大众，宝马也在和上文提到的Solid Power合作，共同开发新一代固态电池。日本的“抱团”R&D似乎名列榜首。意识到固态电池的巨大潜力，日本很早就开始研发，因此目前在该领域处于领先地位。值得注意的是，在研究中……和发展固态电池，日本人采取了一贯的“抱团取暖”的方式。去年6月，日本新能源产业技术综合开发机构宣布，该国部分企业和学术机构将在未来5年内联合开发用于下一代汽车电动车的固态锂电池，并争取尽快应用于新能源汽车产业。松下、丰田、本田、日产等23家汽车、电池、材料企业和京都大学、日本理化学研究所等15家学术机构参与研究，计划到2022年全面掌握全固态电池相关技术。近日，丰田在东京举行的战略沟通会上宣布，将提前5年实现“2030计划”，即到2025年，丰田混合动力、插电式混合动力、纯电动汽车和燃料电池汽车的年销量达到550万辆；其中纯电动汽车和燃料电池汽车超过100万辆，纯电动汽车超过10款，覆盖多个细分市场。此外，丰田汽车公司董事兼副总裁茂树也在战略沟通会上表示，计划在明年东京奥运会期间向公众展示其固态电池电动汽车，比原计划提前了两年。丰田还表示，希望借助东京奥运会的契机，推动固态电池的大规模商用。为了实现动力电池领域的宏伟目标，丰田计划与斯巴鲁、铃木和马自达三家合作伙伴分享其电池技术。今年年初，丰田和松下宣布将共同成立一家新公司，开发和生产电动汽车(ev)等车载电池。该公司致力于开发和大规模生产固态电池。在固态电池的全球角力中，日本人似乎已经领先，但鉴于这项技术的复杂性，一切都还没有尘埃落定。图片来自“Unsplash”近日，美国能源部宣布，其2019财年奖金将分配给从事“先进技术研究”的车企，包括通用汽车和福特汽车，这两家公司都获得了大笔奖金。据悉，美国能源部将向通用汽车拨款910万美元，其中200万美元显然与固态电池的研发有关。固态电池技术作为下一代动力电池技术的理想解决方案，比目前主流的锂离子电池技术更先进，不仅封装尺寸更小，能量密度更高，而且可靠性更高，不易过热，更何况搭载固态电池的电动汽车充电可能只需要几分钟而不是几个小时。高能量密度和安全性也可以两全其美。今年以来，包括中国、美国、欧洲在内的全球市场发生多起新能源汽车自燃起火事故，涉及特斯拉、蔚来等电动车品牌。新能源汽车为什么这么“火”？8月18日，中国国家新能源汽车大数据联盟发布了《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管结果报告》。数据显示，今年5月以来，发生起火事故的新能源汽车(起火时的车辆状态已查明)中，86%使用三元锂离子电池，7%使用磷酸铁锂电池，7%使用型号不确定的电池。三元锂离子电池已经成为大多数汽车品牌电动车产品配备的主流动力电池类型。业内专家指出，传统的锂离子电池使用有机液体电解液。在过充、内部短路等异常情况下，电池容易发热，导致电解液膨胀、自燃甚至爆炸，存在严重的安全隐患。目前，为了消除消费者的“里程焦虑”，并获得一些国家对长续驶里程新能源汽车的更高补贴，许多企业现在都在采用能量密度更高的锂离子电池来提高电动汽车的续驶里程。然而，随着锂离子电池密度的不断提高，安全隐患也越来越突出。那么，有没有一种电池可以保证高能量密度和高安全性能呢？固态电池应运而生。金属锂可作为固态锂电池负极，电池能量密度有望达到300 ~ 400 Wh/kg甚至更高，可与高压电极材料匹配，进一步提高质量能量密度，在支持电动汽车长途行驶方面更具优势。与目前市面上的液态锂离子电池相比，固态电池使用的是固体电解质，不易燃、不腐蚀、不挥发，没有漏液问题。正是因为固态电池的诸多优势，世界各国车企都在大力发展固态电池技术，希望在下一代动力电池技术的竞争中获得先机，但首先要解决一系列技术问题，比如寻找高效的固态电解质材料。此外，固体元素之间的界面处理……电解质和电极也是固态电池面临的主要问题。目前，包括浙江丰利新能源科技有限公司在内的中国很多企业都在探索固态电池的产业化。美国能源部拨款车企推动研发美国能源部拨给通用汽车的200万美元，可谓“及时雨”。具体来说，一百万美元将用于“对固态电池中界面现象的基本理解”；另外100万美元将用于研究“用硫化物玻璃电解质加热全固态电池”。根据2014年的一项研究，硫化物玻璃电解质在室温下的电池测试循环中表现非常好，可能是固态电池量产的关键材料。美国能源部表示，固态电池的研发将在密歇根州的沃伦进行，即通用汽车的沃伦技术中心。7月30日，通用汽车(中国)在上海举行的科技日上展示了中国前瞻技术研究中心(以下简称前瞻中心)的创新成果。通用汽车中国研究院院长杜江凌介绍，前瞻中心电池实验室未来将进一步加强固态电池的研发。事实上，不仅仅是通用，它的老对手福特也在研发固态电池。今年4月，美国固态电池初创公司Solid Power宣布完成B轮融资，由福特和三星共同投资。Solid Power是一家位于美国科罗拉多州的初创公司，是从美国科罗拉多大学博尔德分校的电池研发项目中分离出来的。与此同时，福特宣布与Solid Power正式合作，双方宣布将开始研发下一代电动汽车全固态电池。福特汽车公司首席技术官肯·华盛顿(Ken Washington)表示:“与Solid Power的合作使我们能够在一项重要的新兴技术上进一步合作，这项技术可以真正改变智能电动汽车的设计和集成。”作为欧洲最大的应用科学研究机构，德国弗劳恩霍夫应用研究促进协会启动了一项关于固态电池的战略性国际合作计划。今年年初，德国Flawn的Hof硅酸盐研究所和瑞士联邦材料测试与研究实验室共同启动了一个名为IE48的项目，为电动汽车固态电池的量产奠定了基础。该项目是基于R&D两个研究机构的实力。总部位于瑞士迪本多夫的瑞士联邦材料测试和研究实验室为这种新型电池技术提供化学和物理基础，而总部位于德国维尔茨堡的Flawn Hof硅酸盐研究所则提供工艺开发和电池生产方面的专业知识。双方的合作旨在解决固态电池工业化生产中最重要的技术瓶颈。弗劳恩霍夫应用研究促进协会在一份声明中表示:“固态电池不需要易燃的液体电解质，因此可以提供显著的运行稳定性。此外，它在尺寸和重量上也有优势，因此不需要太复杂的安全电池外壳。”弗劳恩霍夫应用研究促进协会表示，如果双方的研究能够取得突破，这将是欧洲的战略胜利。固态电池领域的跨越式进展将为欧洲带来弯道超车的机会，并将亚洲厂商在动力电池方面的主导优势带回欧洲。去年6月，大众集团宣布与美国电池初创公司QuantumScape合作，双方致力于在2025年前量产QuantumScape正在研发的固态电池。QuantumScape是由斯坦福大学前研究人员于2010年创立的风险投资公司，在固态电池领域的专利已经达到200项左右。作为合作的一部分，大众集团向QuantumScape投资1亿美元，并派出技术人员参与QuantumScape的研发。大众认为，如果使用固态电池，其电动大众e-Golf的续驶里程可以从目前的300公里提高到750公里左右。大众之所以投资QuantumScape，主要是为了获得相关技术专利，以便在下一代动力电池的竞争中获得一席之地。除了大众，宝马也在和上文提到的Solid Power合作，共同开发新一代固态电池。日本的“抱团”R&D似乎名列榜首。意识到固态电池的巨大潜力，日本很早就开始研发，因此目前在该领域处于领先地位。值得注意的是，在研究中……和发展固态电池，日本人采取了一贯的“抱团取暖”的方式。去年6月，日本新能源产业技术综合开发机构宣布，该国部分企业和学术机构将在未来5年内联合开发用于下一代汽车电动车的固态锂电池，并争取尽快应用于新能源汽车产业。松下、丰田、本田、日产等23家汽车、电池、材料企业和京都大学、日本理化学研究所等15家学术机构参与研究，计划到2022年全面掌握全固态电池相关技术。近日，丰田在东京举行的战略沟通会上宣布，将提前5年实现“2030计划”，即到2025年，丰田混合动力、插电式混合动力、纯电动汽车和燃料电池汽车的年销量达到550万辆；其中纯电动汽车和燃料电池汽车超过100万辆，纯电动汽车超过10款，覆盖多个细分市场。此外，丰田汽车公司董事兼副总裁茂树也在战略沟通会上表示，计划在明年东京奥运会期间向公众展示其固态电池电动汽车，比原计划提前了两年。丰田还表示，希望借助东京奥运会的契机，推动固态电池的大规模商用。为了实现动力电池领域的宏伟目标，丰田计划与斯巴鲁、铃木和马自达三家合作伙伴分享其电池技术。今年年初，丰田和松下宣布将共同成立一家新公司，开发和生产电动汽车(ev)等车载电池。该公司致力于开发和大规模生产固态电池。在固态电池的全球角力中，日本人似乎已经领先，但鉴于这项技术的复杂性，一切都还没有尘埃落定。

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