電池技術的發(fā)展重新定義了能源。從智能手機到電動汽車，電池技術無處不在。幾天前，在斯德哥爾摩大學舉行的一次面向1000人的公開講座中，電池技術的發(fā)展重新定義了能源。
從智能手機到電動汽車，電池技術無處不在。
幾天前，在斯德哥爾摩大學對1000人的公開演講中，
因發(fā)明鋰離子電池而分享2019年諾貝爾化學獎的日本科學家阿里卡吉野說：“鋰離子電池將在創(chuàng)新中發(fā)揮非常重要的作用，并引領可持續(xù)社會的發(fā)展?！?
然而，電池技術仍有改進的空間。吉野阿基拉認為固態(tài)電池的前景非常廣闊。
與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，固態(tài)電池具有更高的能量密度和安全性。該機構預測，固態(tài)電池將在十年內量產(chǎn)。中外企業(yè)競相重金進入，國內部分企業(yè)已經(jīng)搶先布局，部分企業(yè)已經(jīng)具備小批量生產(chǎn)的能力。
鋰離子電池的兩大難題
20世紀80年代初，當吉野還在實驗室開發(fā)新的電池技術時，他并不知道鋰電池會成為未來電池技術的中心。“當時我覺得它們可能只會用在8 mm的相機里?！奔罢眯χf道：
“今天，從智能手機到所有電子產(chǎn)品，包括電動牙刷和電動滑板車，人們幾乎離不開它們?！?
從早期的鉛酸電池，到豐田等日本企業(yè)主導的鎳氫電池，再到2008年特斯拉焙燒爐使用的鋰離子電池。傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池引領動力電池市場十年，但安全問題引起關注。
2016年，因為鋰離子電池起火，三星召回了250萬部Galaxy Note 7智能手機。隨著鋰電池的普及，鋰電池的安全性越來越受到關注。
國際第三方檢測、檢驗和認證機構TUV萊茵集團相關負責人對第一財經(jīng)記者表示：“鋰離子電池生產(chǎn)和應用行業(yè)的安全問題日益嚴峻?！痹诩依铮?
TUV萊茵集團與當代安培科技股份有限公司(300750)簽署全球框架合作協(xié)議。SZ)，雙方將圍繞電池、儲能系統(tǒng)、生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝開展全方位合作。
除了安全，鋰離子電池最大的問題是儲能。即使當今最先進的鋰離子電池也只能儲存石油或航空煤油的一小部分能量，這也抑制了電動飛機等更大計劃的雄心。
然而，電池儲能的提高有助于通過利用可再生能源應對氣候變化。航空碳排放量每年將達到5億噸，電池技術的提高將使新能源的轉化成為可能。
在2019年的巴黎航展上，以色列航空領域的初創(chuàng)公司Evition展示了一款由清潔能源驅動的全電動商用飛機原型，希望未來能取代300英里以下30%的短途飛行。
如果電池的能量密度能夠進一步提高，未來高速公路上的大型卡車將能夠使用電力而不是燃料。
固態(tài)電池儲能提升50%
吉野阿基拉承認，電池技術需要改進，但幸運的是，已經(jīng)找到了一些“非常有趣的方法”。吉野家對第一財經(jīng)記者表示：“我認為固態(tài)電池代表了未來的一個方向，固態(tài)電池在基礎研發(fā)方面取得了重大突破。
而且面向量產(chǎn)的研發(fā)技術也在提高。"
固態(tài)電池是具有固體電解質的鋰離子電池。由于固體電解質取代了傳統(tǒng)鋰離子電池中可能爆炸的有機電解質，解決了高能量密度和高安全性能兩大問題。相同能量下用固體電解質代替電解質的電池具有更高的能量密度。
同時，擁有更大的功率和更長的使用壽命是下一代鋰電池發(fā)展的大趨勢。
“固態(tài)電池可以將鋰離子電池的存儲容量提高50%?！惫虘B(tài)電池制造商Solid Power首席執(zhí)行官、美國科羅拉多大學教授道格拉斯坎貝爾(Douglas Campbel)表示，“由于鋰離子電池有液體，因此存在安全隱患。
固態(tài)電池更穩(wěn)定。"
但是固態(tài)電池也帶來了挑戰(zhàn)。比如固體動力正在研發(fā)的電池，對鋰的金屬形態(tài)要求很高，但這種金屬非常難處理。另一個問題是，金屬鋰無法進行大規(guī)模的工業(yè)提煉，因此很難獲得足夠的工業(yè)用鋰。
與吉野分享諾貝爾獎的英國科學家維廷漢姆說，固態(tài)電池可能是第一種用于智能手機等小型電子產(chǎn)品的電池?！耙驗榇笠?guī)模系統(tǒng)的應用還有很大的問題?！本S廷漢姆說。
雖然看好固態(tài)電池的發(fā)展前景，但吉野亞基拉認為，如果單考慮價格，固態(tài)電池可能還需要10年才能與鋰離子電池競爭。
據(jù)了解，半固體和全固體電池的綜合成本是現(xiàn)有鋰電池的兩到三倍。CICC預計，到2025年，一些關鍵材料將在中國實現(xiàn)突破和匹配，批量生產(chǎn)的成本將會降低。
能源研究機構Wood Mackenzi的分析師Rory McCarthy也表示，固態(tài)電池和其他新型電池技術面臨的主要挑戰(zhàn)之一是與鋰離子工廠的競爭。隨著鋰離子工廠在全球擴張，生產(chǎn)成本將迅速下降。
建廠的時間周期基本是4-5年才能完全投產(chǎn)，資產(chǎn)回報要等10年左右。
“未來10年，鋰離子電池仍將主導電池行業(yè)。”吉野明告訴第一財經(jīng)記者。
普及還要等上十年
固態(tài)電池作為業(yè)界公認的下一代鋰電池技術，十年后可能會真正普及。
恒大研究院預測，固態(tài)電池技術真正成熟可能需要等到2025年左右，真正量產(chǎn)可能需要等到2030年左右。研究機構預測，到2030年，全球對固態(tài)電池的需求預計將接近500GWh。
目前全球很多巨頭車企都在大力投入研發(fā)固態(tài)電池。日本和韓國在以大公司為主導的技術研發(fā)方面相對領先，而歐美則以初創(chuàng)公司為主積極布局。
據(jù)Yole統(tǒng)計，2018年全球擁有固態(tài)電池的大公司約占50%。其中以豐田、寶馬、大眾、現(xiàn)代為主要車企，包括三星SDI、LG Chem、優(yōu)美科等傳統(tǒng)鋰電池和材料廠商。歐美主要科研機構，
比如麻省理工、科羅拉多大學等科研機構相繼衍生出SolidEnergy System、Solid Power等初創(chuàng)企業(yè)，獲得車企融資。
國內以產(chǎn)業(yè)鏈公司和科研機構為主，部分企業(yè)如臺胞匯能、衛(wèi)蘭新能源、陶青能源等有小批量生產(chǎn)能力。臺灣省匯能和24M率先商業(yè)化，陶青能源已建成0.1GWh固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線。
衛(wèi)蘭新能源與中科院物理所合作，擁有固態(tài)鋰電池試制生產(chǎn)線。
2017年，贛鋒鋰業(yè)(002460。SZ)與中科院寧波材料所合作成立固體電解質材料工程中心，并于2018年啟動2億瓦時固態(tài)鋰電池中試生產(chǎn)線建設項目。
郭萱高科(002074)開發(fā)的半固態(tài)電池。SZ)目前正處于從實驗室向中試轉化的階段。當代安培科技有限公司促進聚合物和硫化物基固態(tài)電池的研究和開發(fā)。
此外，SAIC (600104。SH)、天齊鋰業(yè)(002466。SZ)、萬向等。有參股過固態(tài)電池企業(yè)。
關鍵詞：中外重金布局電池