电池无处不在,从 3C 装置、电动车到储能电厂都可以看到它的身影,可说是兵家必争之地,而虽然目前锂离子电池为储能技术龙头,但固态电池、钠离子电池等电池技术近日皆有所进展,都虎视眈眈紧盯市占第一宝座。
目前市售锂离子电池电解质多采用有机溶剂,能量密度高、充放电速度快,然而其具有不稳定以及起火燃烧风险,因此各国与研究机构正不停寻找兼具高能量密度与安全性的替代电池。
美国电池制造商 Solid Power 则致力于打造全固态电池,有别于传统电池的液态电解质,Solid Power 采用固态电解质,公司认为该技术可为行动装置与电动车带来截然不同的未来。
为降低成本,Solid Power 固态电池购买市售电池阴极与锂阳极,再搭配自制的锂、硫与磷固态电解质,其电池原型充电循环可达 200 次,功率密度比传统电池高出 20%、为每公斤 300 Wh。不过目前该固态电池在摄氏 150 温度下才能有效运作,公司未来目标是让电池可在室温下正常运作,同时提升电池能量密度与降低成本。
Solid Power 2017 年已与德国车厂 BMW 联手,近日又完成 2,000 万美元 A 轮融资,包括日本汽车零件厂商三樱工业(Sanoh Industrial)、现代汽车、Samsung、比利时化工集团 Solvay SA 的风险投资部门皆有参与融资。
该公司位于科罗拉多州的电池工厂也将在 2018 年完工,预计 2019 年开始投入电池制造,有望年生产 10MWh 电池,Solid Power 首席执行官 Doug Campbell 表示,这足以向潜在客户证明公司的实力。
钠离子电池异军突起
下一代储能技术也不是只有固态电池。由于钠离子与锂离子运作方式相似,地球上钠含量也比锂还要多,近年来不少研究机构开始关注钠离子电池,像是英国伯明翰大学日前已在钠离子电池电极有所突破;美国西北太平洋国家实验室(PNNL)与宾州州立大学(PSU)更是研发出钠离子固态电池原型,甚至可承受摄氏 400 度高温。
法国国家科学研究中心(CNRS)的新创公司 Tiamat 2017 年 11 月也宣布其雄心勃勃目标,计划在 2020 年前量产可充电的钠离子电池。其中 Tiamat 电池采用常见的圆柱型锂离子电池规格 18650,直径 1.8 公分、长约 6.5 公分,号称使用寿命、充放电速率都比锂电池还要好,电池表现有望超越如今的锂离子电池。
彭博能源财经(BNEF)数据显示,随着电动车购买量逐年增加,电池市场也将从目前的 100GWh 在 2030 年突破至 1,500GWh。厂商若可成功在这一领域分一杯羹,将可赚进数十亿美元,而新技术不胜枚举、传统锂电池也力求突破,未来电池市场状况如何现在还不好说。
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