中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：汽車(chē)電池已經(jīng)有140年的歷史，在這段漫長(zhǎng)的歲月里，研究人員總是喜歡“保密”。因?yàn)檎蛘咚饺送顿Y者的要求，研究人員有時(shí)會(huì)透露一些內(nèi)情，但在默認(rèn)規(guī)則下，他們所說(shuō)的往往只有一半是事實(shí)，有時(shí)連一半都不到。為什么？因?yàn)閺奈锢斫嵌瓤?，電池很難研究，想獲得勝利十分不容易，一般來(lái)說(shuō)你沒(méi)有什么好講的，如果你真有東西要講，也會(huì)很?chē)?yán)謹(jǐn)很小心。
最近一段時(shí)間，電池領(lǐng)域的一些重要人物跑出來(lái)大聲疾呼，他們希望電池行業(yè)能夠更透明一些。不是要求行業(yè)全面開(kāi)放，而是希望大家多分享數(shù)據(jù)，為電池研究人員提供方便。
新聞報(bào)道說(shuō)，許多公司看起來(lái)已經(jīng)突破之前制造超級(jí)電池的主要障礙。如果他們可以解決剩下的問(wèn)題，比如化學(xué)和制造問(wèn)題，電動(dòng)汽車(chē)的成本將會(huì)大幅下降，降到和汽油汽車(chē)一樣，這是一個(gè)里程碑，如果能做到，電動(dòng)汽車(chē)的價(jià)格就可以和汽油汽車(chē)處在同一水平。所有公司都說(shuō)，他們的目標(biāo)是在大約2025年將自己開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池應(yīng)用于商業(yè)電動(dòng)汽車(chē)。
在固態(tài)電池領(lǐng)域，Solid 和QuantumScape已經(jīng)成為先驅(qū)。QuantumScape接下來(lái)的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)電池多層化，而Solid正在生產(chǎn)330Wh/kg、20Ah、多層全固態(tài)電池。QuantumScape固態(tài)電池的能量密度達(dá)到350Wh/kg，比Solid更高，而且在-30攝氏度下性能良好；Solid固態(tài)電池在-10攝氏度下表現(xiàn)不錯(cuò)，但在更低的溫度性能如何卻不知道。再看充電速度，Solid電池在室溫下充電15分鐘能恢復(fù)50%電量，QuantumScape充電15分鐘恢復(fù)80%。對(duì)于兩家公司來(lái)說(shuō)，如何大規(guī)模生產(chǎn)顯得更重要。
公布數(shù)據(jù)相當(dāng)重要，它涉及到兩項(xiàng)最重要的技術(shù)：一是硅陽(yáng)極，二是純粹的金屬鋰陽(yáng)極。到目前為止，在這兩大領(lǐng)域還有很多障礙要跨越。如果能夠讓其中一項(xiàng)技術(shù)流行起來(lái)，電池的能量密度將會(huì)大幅提升，如此一來(lái)電池成本將會(huì)下降，電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程將會(huì)大大延長(zhǎng)。問(wèn)題在于：頂級(jí)公司是否已經(jīng)為開(kāi)放設(shè)定一套標(biāo)準(zhǔn)，在未來(lái)的日子里讓自己及其它電池公司遵守？
單從信息量的角度看，特斯拉算是比較開(kāi)放的。在去年9月的Battery Day發(fā)布會(huì)上，特斯拉介紹了電池研究進(jìn)展，比如它正在開(kāi)發(fā)硅陽(yáng)極，如果成功，電池成本將會(huì)下降一半。11月份，通用宣稱(chēng)它所開(kāi)發(fā)的原型金屬鋰陽(yáng)極已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)充放電循環(huán)500次。不久前，QuantumScape又站出來(lái)說(shuō)，它所開(kāi)發(fā)的金屬鋰固態(tài)電池在室溫狀態(tài)下可以循環(huán)800次。
最透明的公司應(yīng)該是Solid Power，它于12月10日召開(kāi)發(fā)布會(huì)，公布一些數(shù)據(jù)，當(dāng)中包括一些不好的數(shù)據(jù)，這種坦誠(chéng)讓人感動(dòng)。它所開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品是固態(tài)金屬鋰陽(yáng)極。
Solid取得哪些成就呢？它可以用傳統(tǒng)鋰電池生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)出22層20Ah固態(tài)電池。按照Solid的說(shuō)法，電池的能量密度達(dá)到330Wh/kg，比商用鋰電池高。QuantumScape也曾說(shuō)它已經(jīng)開(kāi)發(fā)出單層固態(tài)電池，現(xiàn)在它的目標(biāo)是要讓電池增至100層，而且可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)生產(chǎn)。
Solid CEO Doug Campbell在接受采訪(fǎng)時(shí)表示，公司的目標(biāo)是要生產(chǎn)出100Ah電池，在明年年底之前交給汽車(chē)客戶(hù)，到了2027年希望能將電池裝進(jìn)電動(dòng)汽車(chē)。Doug Campbell還說(shuō)他會(huì)把電池交給獨(dú)立第三方實(shí)驗(yàn)室評(píng)估，拿到結(jié)果之后1個(gè)月或者2個(gè)月公布。QuantumScape目前沒(méi)有這樣的雄心壯志。
有一點(diǎn)很有趣。從Doug Campbell公布的幻燈片顯示，在室溫狀態(tài)下（29攝氏度），2Ah電池放電一小時(shí)電量下降到10%左右。如果是22層20Ah電池，在高溫狀態(tài)下，數(shù)字會(huì)更漂亮。對(duì)于大型汽車(chē)制造商而言，室溫是一條“紅線(xiàn)”，沒(méi)有誰(shuí)愿意給電池增加熱保護(hù)裝置，這樣一來(lái)成本會(huì)增加，也會(huì)更復(fù)雜。
在社交媒體上，許多專(zhuān)家對(duì)Doug Campbell公布的信息感到吃驚。一些專(zhuān)家認(rèn)為，Doug Campbell居然公布這樣的數(shù)據(jù)，真讓人意外，這種做法似乎有悖傳統(tǒng)。當(dāng)其它電池公司發(fā)布新聞稿時(shí)，一般不會(huì)談?wù)撊毕荨?
在未來(lái)的日子里，Solid會(huì)努力提高室溫狀態(tài)下電池的性能。阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能量?jī)?chǔ)存科學(xué)合作中心高管Venkat Srinivasan指出，如果Solid做不到，它的固態(tài)電池就無(wú)法爭(zhēng)奪更多市場(chǎng)。他說(shuō)：“如果Solid固態(tài)電池在室溫下表現(xiàn)不好，就只能用在細(xì)小的市場(chǎng)，也就是用在溫度更高一些的市場(chǎng)?！?
瑞典汽車(chē)制造商Scania Group的電池專(zhuān)家Matt Lacey認(rèn)為：“Solid Power遇到了挑戰(zhàn)，雖然它能生產(chǎn)尺寸合適的電芯，但它必須先拿出證據(jù)，證明自己的固態(tài)電池可以滿(mǎn)足實(shí)際需求，否則電池制造商很難全力支持他們。像電池循環(huán)壽命、安全性雖然重要，但還有周旋的空間，相對(duì)來(lái)說(shuō)高功率、低溫下的性能更加重要?！?
Doug Campbell則在郵件中回應(yīng)稱(chēng)：
“現(xiàn)在大電池仍然無(wú)法達(dá)到汽車(chē)行業(yè)的要求。我們展示的數(shù)據(jù)證明可以大規(guī)模生產(chǎn)真正的固態(tài)電池，這點(diǎn)讓人興奮，我們用100%可擴(kuò)展的方法生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室電池，這些電池完全滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的要求，或者幾乎能滿(mǎn)足要求。我們已經(jīng)將許多新技術(shù)轉(zhuǎn)向生產(chǎn)線(xiàn)，這是2020年取得的成就。無(wú)論是電池能量等級(jí)、放電率、循環(huán)壽命，實(shí)驗(yàn)室電池和生產(chǎn)線(xiàn)電池都一樣。當(dāng)然，循環(huán)壽命還要測(cè)量，但就眼下來(lái)說(shuō)我們正在朝正確的方向前進(jìn)。”
“我們最新的電池設(shè)計(jì)已經(jīng)證明，它可以完全滿(mǎn)足汽車(chē)行業(yè)的要求，或者接近完全滿(mǎn)足，當(dāng)中包括充電速度、低溫性能。我們已經(jīng)找到一條清晰的道路，我們的目標(biāo)是生產(chǎn)全固態(tài)、多層、可以供電動(dòng)汽車(chē)使用的固態(tài)電池，完全滿(mǎn)足汽車(chē)制造商的要求，不是在未來(lái)幾年達(dá)到目標(biāo)，而是在2021年達(dá)到目標(biāo)?！?
固態(tài)電池沒(méi)有液體，不容易起火，而且固態(tài)電池相比傳統(tǒng)電池更薄，能量密度更高，存儲(chǔ)的電量更多。不過(guò)Nano One公司的CEO Dan Blondal指出，在兩極之間用液體連接更為容易，固態(tài)電池要用固體連接，如何大規(guī)模生產(chǎn)，將它變成商用產(chǎn)品，這才是當(dāng)前的一大挑戰(zhàn)。
Dan Blondal指出：“Solid公司的人似乎已經(jīng)證明他們可以做到。他們采用一種非常實(shí)用的策略，可以用現(xiàn)有方法大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池?！彼€說(shuō)現(xiàn)在有許多公司都在尋找辦法大規(guī)模生產(chǎn)固態(tài)電池，對(duì)于整個(gè)電池行業(yè)來(lái)說(shuō)，大規(guī)模生產(chǎn)就是“圣杯”。
QuantumScape公司也是電池行業(yè)的明星，它的估值一度沖到500億美元，但自從12月22日至今股價(jià)已經(jīng)下跌60%，因?yàn)橥顿Y者擔(dān)心它的固態(tài)電池可能沒(méi)有預(yù)期那么好，現(xiàn)在QuantumScape的估值約為200億美元。QuantumScape沒(méi)有任何營(yíng)收，它只是剛剛測(cè)試過(guò)單層原型固態(tài)電池。
倫敦帝國(guó)學(xué)院（Imperial College London）電池專(zhuān)家Billy Wu說(shuō)：“我不怎么相信QuantumScape，在過(guò)去的日子里，很多固態(tài)電池來(lái)了又走了，真的很難成功。在實(shí)驗(yàn)室造出固態(tài)電池，大規(guī)模生產(chǎn)，二者相隔幾百萬(wàn)公里?！?
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者Stanley Whittingham指出：“QuantumScape給出的數(shù)據(jù)很好，我覺(jué)得這是真正的突破?，F(xiàn)在我們只需要制造更大的電池，裝進(jìn)汽車(chē)，那就行了?！?
牛津教授Peter Bruce認(rèn)為，企業(yè)需要在真實(shí)環(huán)境下證明固態(tài)電池的能量密度和壽命，不能只是在實(shí)驗(yàn)室證明。他說(shuō)：“固態(tài)電池的確進(jìn)步很大，但還有很多問(wèn)題要解決。只有當(dāng)固態(tài)電池比鋰電池明顯強(qiáng)很多時(shí)，汽車(chē)企業(yè)才會(huì)接受它?！?
也許固態(tài)電池將會(huì)改變我們的時(shí)代，也許現(xiàn)在的興奮只是一種錯(cuò)覺(jué)，誰(shuí)知道呢？
