續(xù)航里程更高、充電時(shí)間更短、使用更加安全……這些均是各大科研機(jī)構(gòu)和公司在電動(dòng)汽車(chē)方面不斷追求的目標(biāo)。如今，電動(dòng)汽車(chē)制造商菲斯科（Fisker）正申請(qǐng)一款固態(tài)電池專(zhuān)利，可使電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程提高至500英里（約805公里），充電時(shí)間縮短至1分鐘。該公司計(jì)劃在2023年前將該電池商業(yè)化應(yīng)用。

菲斯科成立于2005年，位于美國(guó)加利福尼亞州，由寶馬前設(shè)計(jì)師亨利·菲斯科（HenrikFisker）創(chuàng)辦。2014年二月，菲斯科被我國(guó)萬(wàn)向集團(tuán)納于麾下，后更名為卡瑪（Karma）。

據(jù)英國(guó)每日郵報(bào)（DailyMail）十一月十四日?qǐng)?bào)道，本周菲斯科公司遞交了一款固態(tài)電池申請(qǐng)專(zhuān)利的文件。該項(xiàng)專(zhuān)利涉及到新材料及制造工藝等，這些有關(guān)實(shí)現(xiàn)電池所需的能量密度、功率及成本目標(biāo)并助推電動(dòng)汽車(chē)的推廣及應(yīng)用非常重要。

固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。平常經(jīng)常使用的電池多為液體電池，電解液多為液體。由于固態(tài)電池的功率重量比較高，所以它是電動(dòng)汽車(chē)很理想的電池。

但早期的研究結(jié)果表明，固態(tài)電池在商業(yè)化應(yīng)用中還存在許多限制，比如電極電流密度低、使用的溫度范圍有限、可用的材料有限、成本偏高，以及制造工藝復(fù)雜等。此外，還有數(shù)種失效模式會(huì)影響固態(tài)電池的性能，這其中包括電極層結(jié)構(gòu)內(nèi)的接觸阻力高、離子流動(dòng)性低等，導(dǎo)致電池的放電能力比較低。

專(zhuān)利示意圖

菲斯科公司稱(chēng)，他們的固態(tài)電池采用了三維電極，試圖克服上述挑戰(zhàn)。這種三維電極的表面積是普通固態(tài)電池薄膜電極的25倍，具有較高的電子和離子電導(dǎo)率，從而實(shí)現(xiàn)快速充電和低溫操作。

所以，這款固體電池的能量密度是普通鋰離子電池的2.5倍。隨著材料和制造水平的不斷進(jìn)步，菲斯科預(yù)計(jì)到2020年這種電池的成本將為常規(guī)鋰離子電池的三分之一。此外，電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)也比較低。

菲斯科公司電池系統(tǒng)副總裁FabioAlbano稱(chēng)，“這一突破標(biāo)志著固態(tài)電池材料和制造技術(shù)新時(shí)代的開(kāi)始。”他還表示，“我們正在解決固態(tài)電池在商業(yè)化道路上遇到的其他障礙，比如低溫環(huán)境下電池的性能等。”

菲斯科公司稱(chēng)，這款電池將于明年一月在國(guó)際消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品展覽會(huì)（CES）上展出，預(yù)計(jì)會(huì)在2023年進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。目前，該公司正與潛在的非汽車(chē)合作伙伴進(jìn)行洽談，有可能會(huì)早于2023年將這款電池進(jìn)行商業(yè)化應(yīng)用。

事實(shí)上，固態(tài)電池并非全新的研究領(lǐng)域。科學(xué)家們多年來(lái)一直在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行研究。不過(guò)由于生產(chǎn)成本、充電周期耐久性等問(wèn)題，這種產(chǎn)品尚未應(yīng)用。

除菲斯科以外，其他公司和科研機(jī)構(gòu)也在這一研發(fā)領(lǐng)域投入了相當(dāng)大的關(guān)注。比如，日本NEDO（日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)）早在2008年就制定了研發(fā)計(jì)劃，并計(jì)劃在2030年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，包括固態(tài)金屬鋰、固態(tài)鋰硫和固態(tài)鋰空氣電池等。今年七月，日本豐田在固態(tài)電池專(zhuān)利上取得新進(jìn)展，并宣布要在2022年推出搭載全固態(tài)電池的全新電動(dòng)汽車(chē)。德國(guó)大眾也曾表示，已經(jīng)在計(jì)劃下一代電動(dòng)汽車(chē)電池，為里程超過(guò)1000公里的固態(tài)電池，將在2025年量產(chǎn)。

責(zé)編：杉杉