問題之二:成本依然偏高,制備工藝復雜,技術不夠成熟 目前的全固態鋰電池的電解質主要有有機和無機兩大體系,成本總體偏高,尤其是無機體系的電

問題之二:成本依然偏高,制備工藝復雜,技術不夠成熟

目前的全固態鋰電池的電解質主要有有機和無機兩大體系,成本總體偏高,尤其是無機體系的電池很多采用CVD/PVD等復雜的工藝制備,生產(沉積薄膜)速度慢,成本昂貴,單體電池容量很小,往往只適合做小型電子器件用的電池。

因此現在的全固態電池如果要和普通鋰離子電池在傳統市場上競爭,并沒有太大的優勢。發揮全固態電池本身高安全性、高溫穩定性、可能達到的柔性等其它多功能特性,與傳統鋰離子電池在差異化的市場中競爭,可能是全固態電池近期內比較有希望的市場突破方向。

典型的全固態電池,容量只有1.0mAh,只能給小型電子產品供電

(典型的全固態電池,容量只有1.0mAh,只能給小型電子產品供電)

不僅如此,全固態電池現在的制備技術成熟度總體一般,能形成規模產能的企業非常有限,技術規?;瘮U產需要克服的困難還有很多,仍處于推廣發展期。但是可以預期的是,隨著研發和工業技術的不斷發展,全固態電池中的科學和工藝上的問題會逐漸得到緩解,在未來幾年,該類產品的市場會迎來蓬勃發展的機遇。

展望

目前全固態電池主要可以用于電子器件、電動汽車、RFID、植入式醫療設備、無線傳感器等,主要應用于微電池領域。在汽車動力電池領域也有,但是受制于技術發展水平,應用要少一些。

現在已經有許多start-ups以及傳統工業巨頭公司投入到了全固態電池行業中。

以美國Seeo公司為例,該公司一直從事全固態電池的研發和生產,目前最先進的電池能量密度已經達到350Wh/kg,在今年9月,德國汽車工業巨頭BOSCH已經完成了對該公司的收購。不僅如此,Sakti3、Cymbet Corporation、Prologium、包括豐田公司等等,在全固態電池的研發生產方面也傾注了很多精力,蘋果公司也在全固態電池方向做了專利布局,這說明這些大公司是普遍非常看好全固態電池技術的。

總體來說,全固態電池是電池科研與工業界公認的下一步電池發展的主流方向已經沒有懸念,但是具體到固態電解質的電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面,全固態電池仍然有一段路要走。因此從近期來看,全固態電池在一些細分的電子器件產品領域首先取得突破,贏得消費者認可是比較可行的。而在遠期,隨著技術的發展,相信全固態電池必將能夠發揮其能量密度高、安全性高等一系列優點,走入人們的生活,成為推動人類文明發展的重大力量。

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【作者介紹】劉冠偉,男,博士,副研究員/高級工程師,03-07年就讀于北京理工大學材料學院,07-12年就讀于清華大學材料學院,獲得工學博士學位,11年曾赴德國TU Darmstadt交流學習電化學。于15年10月入職清華大學能源互聯網創新研究院,主要負責儲能技術開發方面的工作。

[責任編輯:陳語]

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