︿
Top

可充電固態電池將成為未來潛力明星 最快2025年獲車廠採用

瀏覽次數:19943| 歡迎推文: facebook twitter wechat twitter twitter

科技產業資訊室 (iKnow) - May 發表於 2020年12月30日

圖、可充電固態電池將成為未來潛力明星 最快2025年獲車廠採用

 
繼鋰離子電池(lithium-ion batteries)之後,固態電池(solid-state batteries)預計將成為可充電電池(rechargeable battery)技術的下一個重要階段。與鋰離子電池相比,固態電池的能量密度更高、壽命更長、安全性更高。目前,已有多家電池製造商正在積極開發相關技術,並提出了大規模生產的時程表,以確保在市場的領先地位。同時,日韓汽車品牌廠現代、福特、BMW與豐田也都積極往固態電池的研發方向前進。
 
在可充電模式固態電池廠商之中,值得關注者有三家:LG Energy Solutions、三星SDI及QuantumScape:
  • LG Energy Solutions正在利用其硫化物和聚合物(sulfide- and polymer-based)固體電解質技術,開發固態電池,目標是在2028到2030年之間開始量產。
  • Samsung SDI則是與三星先進技術研究院(Samsung Advanced Institute of Technology)和日本三星研發院(Samsung R&D Institute Japan)合作,開發無機固體電解質(inorganic solid electrolyte)技術,計畫在2027年開始固態電池的量產。
  • 美國新創公司QuantumScape也採用無機固體電解質技術,計畫在2025年和2026年之間開始量產,預計2028年QuantumScape的固態電池產能將達到91GWh(百萬度)。福斯承諾投資更多資金與QuantumScape成立的合資企業製造更多電池,並計畫在2025年導入電動車中。
不久前,QuantumScape發表首個在商業上可行的固態鋰金屬電池解決方案。其宣稱使用其電池可以在15分鐘內將電池電量從0充到80%,且在正常使用下,電池壽命可以延續12年之久,若持續和低溫下使用,電池壽命更長,且充一次電可以行駛數百英哩。QuantumScape的固態電池是包含:陰極、可撓式陶瓷隔離膜(flexible ceramic separator)。充電時,鋰會離開陰極,通過陶瓷隔離膜,沉積在隔離膜和一個電子接觸面之間,在電池內部形成鋰金屬陽極,且不易引起火災。
 
韓國製造商量產固態電池的時間與現代汽車(Hyundai Motor)電動車計畫採用固態電池的時間表相重合。現代汽車計畫於2027年開始準備生產搭載固態電池的電動車車款,有機會在2030年開始量產。
 
日本豐田和京都大學正在聯合開發新一代電池技術。正研發氟離子固態電池,單位重量的能量大約是傳統鋰離子電池的7倍左右,可以讓電動汽車一次充電行駛約1000公里。不過,氟離子電池也面臨著不小的挑戰,就是在高溫下工作,只有固態電解質被充分加熱時,氟離子才會向極化電極移動,而這可能會導致電池電極膨脹。不過,京都大學和豐田研究團隊已經找到了一種防止電極膨脹的方法,即用鈷、鎳和銅的合金製造電極。但是,實際情況還需後續驗證。
 
特斯拉找新材料以改進鋰離子電池
 
特斯拉加拿大研發團隊和Dalhousie大學Jeff Dahn研究團隊、Waterloo大學共同研究,稱發現了比固態電池能量密度更高且更穩定的新型鋰電池技術,這或許將改變下一階段動力電池技術的發展路線。他們發現,採用LiDFOB/LiBF4液態電解質的無陽極鋰金屬電池在90次充放電迴圈後,仍可以剩餘80%的電池容量和較高的穩定性,在能量密度上也並不亞於固態電池。
 
結語
 
考慮到各大電池製造商的規劃,固態電池預計將從2025年開始出現在市場上。根據市場研究機構預測,固態電池市場將會從2025年的15GWh增長到2030年的121GWh,相關滲透率將從2025年的1.2%上升到2030年的3.8%。不過,固態電池的影響力可能還需要一段時間才能真正展現出來。總之,未來五年電動車電池將掀起一股改變的力量,特斯拉汽車能否鞏固其地位,就看電池發展速度以及汽車製造商的布局態度了。(1074字;圖1)
 
 
參考資料:
Rechargeable Battery Industry: Solid-state Batteries to Arrive from 2025. Business Korea, 2020/12/16.
隨著QuantumScape突破固態電池技術,多樣化電池技術將成為電動車廠盛衰關鍵。科技產業資訊室 (iKnow),2020/12/14。
特斯拉與合作夥伴找到新材料以改進鋰離子電池性能。科技產業資訊室 (iKnow),2019/8/12。
固態鋰金屬電池正成為電動車電池之熱門選項。科技產業資訊室 (iKnow),2020/6/2。 


相關文章:
1. 
日本訂下2050年淨零碳排放、將加強電動車固態電池發展​
2. 三年後鋰離子電池平均成本將降至每千瓦時100美元以下​
3. 特斯拉將自産EV「電池芯」、預計2023年推出2.5萬美元純電動汽車​
4. 電動車電池市場呈現三強鼎立 搶進Tesla供應鏈​
5. 一場電動車新電池大賽正在上演,由電動車主導時代已經不遠​

 
歡迎來粉絲團按讚!
--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
【聲明】
1.科技產業資訊室刊載此文不代表同意其說法或描述,僅為提供更多訊息,也不構成任何投資建議。
2.著作權所有,非經本網站書面授權同意不得將本文以任何形式修改、複製、儲存、傳播或轉載,本中心保留一切法律追訴權利。