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固態鋰金屬電池正成為電動車電池之熱門選項

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科技產業資訊室 (iKnow) - Gloria 發表於 2020年6月2日

圖、固態鋰金屬電池正成為電動車電池之熱門選項
 
雖然,鋰離子電池做一些令人驚奇的事情,但是電動車價格不容易下跌,也成為許多廠商積極想改變的電池技術之一。未來只要任何企業或機構能夠提供比鋰離子技術更便宜的替代品,那麼將有很大的機會贏得汽車產業人士的青睞。

近期最為熱門的固態鋰金屬電池就成為,能夠在能量密度顯著提高下,以較低成本獲得這一電池技術。

早在2017年,美國能源部就投入研究鋰金屬在EV能源儲存領域的技術,當時成本估計約為每千瓦時320美元。不過,隨著時間的推移,其有潛力降至每千瓦時70至120美元之間的成本。

當時,傳統的鋰離子電動車電池的價格為235美元,並預計可能會降至100至160美元。現今最新研究是下一代鋰離子電池的價格預計會降至90125美元。但是為何廠商依舊想要讓鋰金屬電池取代鋰離子電池呢?其實,電池穩定度與安全性,仍是另外一個需要考量的重點。

為了達到固態,美國橡樹嶺國家實驗室(ORNL)期望採用聚合物(又稱塑膠)和陶瓷基複合材料,在不犧牲機械強度的情況下兼顧兩者的優點──低成本和高導電率。之後,其是採用3D互連的聚合物/陶瓷複合材料作為薄膜固態電解質。

通過部分燒結3D互連的陶瓷結構與聚合物以填充孔,製成堅固的薄膜。這將使得新產生的電解質,在機械上既堅固又可在室溫下,具有高的鋰離子傳導性。預計該技術離商品化的時程已經不遠了。

從長遠來看,這項技術的成功將為美國製造一種具有更高容量,更低成本和更高安全性的新型電池平台。

美國通用汽車也宣布,預計將在2025年投入生產鋰金屬電池。由於該電池其能量密度幾乎是現今電池的兩倍,因此,一輛電動車在充飽的情況下,將來能夠行駛距離會高達500至600英哩。

通用汽車並預言,電動車電池組的成本,在短期內,將跌至每千瓦時100120以下,並預計研發階段的真正突破性創新將比預期的還要快。

特斯拉方面,提出了一種混合鋰離子/鋰金屬電池,該電池是通過在石墨上電鍍鋰金屬來實現。與傳統的鋰離子電池相比,在石墨頂部進行鋰金屬電鍍的混合陽極電池設計,可將能量密度提高20%

總之,鋰金屬電池技術已經逐步浮出檯面,對於未來電動車的成本下降,行駛距離提高,以及安全性帶來更棒體驗。(760字)


參考資料:
Why Is Everybody Talking About Solid State Lithium-Metal Electric Vehicle Batteries All Of A Sudden? Clean Technica,2020/5/20
GM EV Batteries Will Last For 1 Million Miles & Have 600 Mile Range. Clean Technica, 2020/5/23
Tesla hybrid battery technology could add 20% more range. Plugboats.com, 2020/5/9


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