問題之二:成本依然偏高,制備工藝復(fù)雜,技術(shù)不夠成熟
目前的全固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)主要有有機(jī)和無機(jī)兩大體系,成本總體偏高,尤其是無機(jī)體系的電池很多采用CVD/PVD等復(fù)雜的工藝制備,生產(chǎn)(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(xiàn)在的全固態(tài)電池如果要和普通鋰離子電池在傳統(tǒng)市場(chǎng)上競(jìng)爭,并沒有太大的優(yōu)勢(shì)。發(fā)揮全固態(tài)電池本身高安全性、高溫穩(wěn)定性、可能達(dá)到的柔性等其它多功能特性,與傳統(tǒng)鋰離子電池在差異化的市場(chǎng)中競(jìng)爭,可能是全固態(tài)電池近期內(nèi)比較有希望的市場(chǎng)突破方向。
(典型的全固態(tài)電池,容量只有1.0mAh,只能給小型電子產(chǎn)品供電)
不僅如此,全固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度總體一般,能形成規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)非常有限,技術(shù)規(guī)?;瘮U(kuò)產(chǎn)需要克服的困難還有很多,仍處于推廣發(fā)展期。但是可以預(yù)期的是,隨著研發(fā)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展,全固態(tài)電池中的科學(xué)和工藝上的問題會(huì)逐漸得到緩解,在未來幾年,該類產(chǎn)品的市場(chǎng)會(huì)迎來蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。
展望
目前全固態(tài)電池主要可以用于電子器件、電動(dòng)汽車、RFID、植入式醫(yī)療設(shè)備、無線傳感器等,主要應(yīng)用于微電池領(lǐng)域。在汽車動(dòng)力電池領(lǐng)域也有,但是受制于技術(shù)發(fā)展水平,應(yīng)用要少一些。
現(xiàn)在已經(jīng)有許多start-ups以及傳統(tǒng)工業(yè)巨頭公司投入到了全固態(tài)電池行業(yè)中。
以美國Seeo公司為例,該公司一直從事全固態(tài)電池的研發(fā)和生產(chǎn),目前最先進(jìn)的電池能量密度已經(jīng)達(dá)到350Wh/kg,在今年9月,德國汽車工業(yè)巨頭BOSCH已經(jīng)完成了對(duì)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(tài)電池的研發(fā)生產(chǎn)方面也傾注了很多精力,蘋果公司也在全固態(tài)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(tài)電池技術(shù)的。
總體來說,全固態(tài)電池是電池科研與工業(yè)界公認(rèn)的下一步電池發(fā)展的主流方向已經(jīng)沒有懸念,但是具體到固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面,全固態(tài)電池仍然有一段路要走。因此從近期來看,全固態(tài)電池在一些細(xì)分的電子器件產(chǎn)品領(lǐng)域首先取得突破,贏得消費(fèi)者認(rèn)可是比較可行的。而在遠(yuǎn)期,隨著技術(shù)的發(fā)展,相信全固態(tài)電池必將能夠發(fā)揮其能量密度高、安全性高等一系列優(yōu)點(diǎn),走入人們的生活,成為推動(dòng)人類文明發(fā)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(jí)工程師,03-07年就讀于北京理工大學(xué)材料學(xué)院,07-12年就讀于清華大學(xué)材料學(xué)院,獲得工學(xué)博士學(xué)位,11年曾赴德國TU Darmstadt交流學(xué)習(xí)電化學(xué)。于15年10月入職清華大學(xué)能源互聯(lián)網(wǎng)創(chuàng)新研究院,主要負(fù)責(zé)儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)方面的工作。