【導讀】zaixinguandaliuxingbeijingxia

，qicheshichangzhengtibiaoxianchuweimitaishi。raner，quanqiugegeshichangdexinnengyuanqichexiaoliangquechixuchengzhishushizengchang，qizhongouzhouhezhongguoyinlingquanqiushichang，2020年新車注冊量分別高達140萬輛和110萬輛。歐洲新能源汽車的市場份額同樣未受疫情影響，純電動汽車（BEV）
、插電式混合動力汽車（PHEV）和燃料電池電動汽車（FCEV）占據了歐洲汽車銷量的10%。與此同時，隨著全球需求和供應的增長，新能源汽車的成本正在降低。

圖源：kkssr/Shutterstock.com

在關係到新能源汽車何時得到大規模應用的各個方麵中
，成本限製因素即將占據主導地位。對於FCEV而言，如果氫氣成本能夠從目前的6.50美元/千克降至1.50美元/千克，那麼就可以顯著促進這項技術得到應用；而BEV和PHEV的普及則與動力電池組的成本息息相關，畢竟它至少占據了整車總成本的30%。不過
，在汽車需求量呈指數式增長的同時，每千瓦時（kWh）電池容量的成本也在指數式降低
，2020年末已低至137美元/千瓦時。根據BloombergNEF估計，當這一數值降至100美元/千瓦時後，新能源汽車的成本將與汽油車持平。

雖然HCEV和BEVshuyoushuliedezhenglunyuanweizhongjie，danhouzhejiyoukenenglvxianqudeshichangzhudaodiwei
，bijingdaduoshurensuoxudexiaoxingqichebingbuxuyaorongliangdadaonenggouqudongzhongxingkachededianchi。raner，jibianzaidianchizhegexifenlingyuzhong
，yebucunzaimingquedezuijiajishuluxian。jinguanlilizi（Li-ion）電池占據著市場主導地位，但這並不妨礙其他電池化學技術的存在，它們在技術層麵上甚至可能比鋰離子電池更優秀。

現在，鋰離子電池的成本優化空間收縮殆盡，這正是其他電池化學技術實現創新發展
、奪(duo)取(qu)市(shi)場(chang)份(fen)額(e)的(de)一(yi)大(da)機(ji)遇(yu)
，其(qi)中(zhong)的(de)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)更(geng)是(shi)有(you)望(wang)成(cheng)為(wei)汽(qi)車(che)動(dong)力(li)電(dian)池(chi)的(de)主(zhu)流(liu)技(ji)術(shu)路(lu)線(xian)。本(ben)文(wen)將(jiang)對(dui)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)介(jie)紹(shao)，並(bing)將(jiang)其(qi)與(yu)當(dang)今(jin)市(shi)場(chang)上(shang)的(de)其(qi)他(ta)主(zhu)流(liu)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)比(bi)較(jiao)。

鋰離子電池和其他主流技術

目mu前qian，大da多duo數shu汽qi車che動dong力li電dian池chi都dou采cai用yong液ye態tai的de鋰li離li子zi電dian池chi技ji術shu
，通tong過guo鋰li離li子zi在zai電dian極ji之zhi間jian遊you走zou來lai實shi現xian充chong電dian和he放fang電dian。和he手shou機ji電dian池chi相xiang比bi，汽qi車che動dong力li電dian池chi的de規gui模mo要yao大da得de多duo，鋰li的de使shi用yong量liang可ke達da前qian者zhe的de10000倍(bei)，這(zhe)大(da)大(da)提(ti)高(gao)了(le)電(dian)池(chi)行(xing)業(ye)對(dui)鋰(li)的(de)需(xu)求(qiu)量(liang)，甚(shen)至(zhi)推(tui)高(gao)了(le)鋰(li)的(de)價(jia)格(ge)。然(ran)而(er)，鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)並(bing)非(fei)十(shi)全(quan)十(shi)美(mei)，因(yin)而(er)電(dian)池(chi)製(zhi)造(zao)商(shang)也(ye)在(zai)其(qi)他(ta)技(ji)術(shu)上(shang)有(you)所(suo)投(tou)入(ru)，這(zhe)些(xie)技(ji)術(shu)包(bao)括(kuo)鎳(nie)氫(qing)（NMH）電池

、鉛酸電池、超級電容和固態電池。

鋰離子電池

新xin能neng源yuan汽qi車che製zhi造zao商shang青qing睞lai鋰li離li子zi電dian池chi技ji術shu的de主zhu要yao原yuan因yin之zhi一yi
，在zai於yu它ta具ju有you較jiao高gao的de功gong率lv質zhi量liang比bi。沉chen重zhong的de組zu件jian會hui顯xian著zhu降jiang低di續xu航hang能neng力li，因yin為wei在zai每mei次ci充chong滿man電dian後hou
，都dou會hui有you太tai多duo的de能neng量liang消xiao耗hao在zai啟qi動dong和he停ting止zhi車che輛liang上shang
，而er不bu是shi讓rang車che輛liang開kai出chu更geng遠yuan的de距ju離li。此ci外wai
，鋰li離li子zi電dian池chi具ju有you很hen高gao的de能neng量liang密mi度du，在zai較jiao高gao溫wen度du下xia的de性xing能neng也ye好hao於yu其qi他ta技ji術shu。鋰li離li子zi電dian池chi之zhi所suo以yi在zai消xiao費fei電dian子zi行xing業ye得de到dao廣guang泛fan應ying用yong
，一yi部bu分fen原yuan因yin也ye是shi出chu於yu其qi高gao能neng量liang密mi度du。

dianzichanpinfazhanzhijin
，chicunyuelaiyuexiao，tongshixiaofeizheyexiwangmeicichongdianhounengshiyonggengchangshijian
，zhejiutuidongzhedianchinengliangmidubuduantigao。xianzai，lilizidianchidenengliangmidukedanieqingdianchiheqiansuandianchide2.5倍以上。此外
，鋰離子電池是可回收的，這使之成為注重環保的消費者的理想選擇。

鋰離子電池由以下部分組成：

●    陰極：由鈷、鎳或錳製成，決定了電池的容量和電壓

●    陽極：由石墨或矽製成，使電流能夠流經外部電路

●    電解液：含有鹽類和其他添加劑，將離子從陰極轉移到陽極，這就是“鋰離子”電池的名稱由來（鋰以負離子的形式攜帶電子移動）

●    隔膜：防止陽極和陰極之間直接接觸

雖(sui)然(ran)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)是(shi)一(yi)種(zhong)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)並(bing)且(qie)具(ju)有(you)技(ji)術(shu)優(you)勢(shi)的(de)解(jie)決(jue)方(fang)案(an)，但(dan)在(zai)需(xu)求(qiu)量(liang)暴(bao)增(zeng)，並(bing)且(qie)原(yuan)材(cai)料(liao)價(jia)格(ge)受(shou)通(tong)貨(huo)膨(peng)脹(zhang)影(ying)響(xiang)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)，其(qi)成(cheng)本(ben)呈(cheng)上(shang)升(sheng)趨(qu)勢(shi)，價(jia)格(ge)難(nan)以(yi)降(jiang)低(di)。此(ci)外(wai)，它(ta)在(zai)溫(wen)度(du)變(bian)化(hua)過(guo)大(da)或(huo)發(fa)生(sheng)劇(ju)烈(lie)撞(zhuang)擊(ji)時(shi)存(cun)在(zai)鼓(gu)包(bao)的(de)風(feng)險(xian)；由(you)於(yu)采(cai)用(yong)液(ye)態(tai)電(dian)解(jie)質(zhi)，在(zai)強(qiang)烈(lie)撞(zhuang)擊(ji)下(xia)可(ke)能(neng)會(hui)泄(xie)漏(lou)。而(er)且(qie)，鋰(li)是(shi)一(yi)種(zhong)堿(jian)金(jin)屬(shu)，化(hua)學(xue)性(xing)質(zhi)非(fei)常(chang)活(huo)潑(po)，並(bing)且(qie)高(gao)度(du)易(yi)燃(ran)，這(zhe)又(you)是(shi)一(yi)層(ceng)需(xu)要(yao)消(xiao)除(chu)的(de)重(zhong)大(da)不(bu)安(an)全(quan)因(yin)素(su)。

鎳氫（NMH）電池

鋰離子電池已成為純電動汽車（AEV）的標配，而鎳氫電池則更適合用於混合動力汽車（HEV）和插電式混合動力汽車（PHEV）。suirannieqingdianchideshoumingbililizidianchihuoqiansuandianchigengchang，dantadehuaxuexingzhiyedailailemingxiandequedian。yulilizidianchixiangbi，nieqingdianchidejiagegengdi，danzaibushiyongshidezifangdianlvjiaogao，erqiezaijiaogaowenduxiagongzuoshihuichanshengdaliangreliang。zhezhongguodufarehuijiangdixuhangnengli，suoduanshiyongshouming。zhezhongjishuhaicunzaiqingliushidefengxian，zheshizhizaoshanghexiaofeizhedoubixujiancehekongzhide。

鉛酸電池

在(zai)液(ye)態(tai)電(dian)池(chi)中(zhong)，鉛(qian)酸(suan)電(dian)池(chi)的(de)技(ji)術(shu)性(xing)能(neng)最(zui)接(jie)近(jin)鋰(li)離(li)子(zi)電(dian)池(chi)，但(dan)通(tong)常(chang)它(ta)隻(zhi)用(yong)作(zuo)研(yan)究(jiu)用(yong)途(tu)或(huo)權(quan)宜(yi)之(zhi)計(ji)。此(ci)類(lei)電(dian)池(chi)的(de)低(di)溫(wen)性(xing)能(neng)不(bu)佳(jia)
，難(nan)以(yi)在(zai)全(quan)球(qiu)各(ge)類(lei)氣(qi)候(hou)條(tiao)件(jian)下(xia)推(tui)廣(guang)，使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)也(ye)較(jiao)短(duan)。消(xiao)費(fei)者(zhe)當(dang)然(ran)不(bu)希(xi)望(wang)以(yi)高(gao)於(yu)預(yu)期(qi)的(de)速(su)度(du)消(xiao)耗(hao)掉(diao)整(zheng)車(che)30%的成本

，但這項技術仍然提供了一種安全、廉價
、成熟的（短期）補充解決方案。

超級電容

與yu鉛qian酸suan電dian池chi一yi樣yang，超chao級ji電dian容rong也ye是shi儲chu能neng的de次ci要yao選xuan擇ze。不bu過guo，它ta們men的de主zhu要yao區qu別bie在zai於yu後hou者zhe能neng夠gou幫bang助zhu電dian池chi平ping衡heng負fu載zai，在zai需xu要yao時shi吸xi收shou多duo餘yu的de能neng量liang或huo提ti供gong能neng量liang。這zhe種zhong靈ling活huo性xing對dui於yu二er次ci儲chu能neng電dian源yuan至zhi關guan重zhong要yao。

在純電動汽車應用中比較鋰離子和固態電解質

從上述比較中，不難看出液態電解質方案的贏家依然是鋰離子電池。但這並不是最終的結果；如(ru)上(shang)所(suo)述(shu)
，鋰(li)離(li)子(zi)很(hen)容(rong)易(yi)因(yin)需(xu)求(qiu)激(ji)增(zeng)而(er)導(dao)致(zhi)成(cheng)本(ben)上(shang)升(sheng)，並(bing)且(qie)易(yi)燃(ran)液(ye)體(ti)起(qi)火(huo)也(ye)是(shi)一(yi)個(ge)有(you)待(dai)改(gai)善(shan)的(de)問(wen)題(ti)。安(an)全(quan)是(shi)電(dian)動(dong)汽(qi)車(che)激(ji)發(fa)公(gong)眾(zhong)信(xin)心(xin)的(de)最(zui)關(guan)鍵(jian)成(cheng)功(gong)標(biao)準(zhun)之(zhi)一(yi)

，如(ru)果(guo)一(yi)項(xiang)新(xin)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)加(jia)強(qiang)安(an)全(quan)功(gong)能(neng)，行(xing)業(ye)和(he)安(an)全(quan)監(jian)管(guan)機(ji)構(gou)一(yi)定(ding)會(hui)表(biao)示(shi)歡(huan)迎(ying)。

固態電池（由鋰金屬組成）就jiu解jie決jue了le鋰li離li子zi電dian池chi最zui緊jin迫po的de安an全quan挑tiao戰zhan。它ta們men的de穩wen定ding性xing更geng高gao，能neng量liang密mi度du也ye比bi鋰li離li子zi電dian池chi更geng高gao，可ke燃ran性xing更geng低di。此ci外wai
，固gu態tai的de電dian解jie質zhi材cai料liao改gai善shan並bing延yan長chang了le動dong力li電dian池chi的de續xu航hang能neng力li，充chong電dian更geng快kuai
，並bing且qie可ke以yi使shi用yong現xian成cheng材cai料liao製zhi造zao。

推廣應用麵臨的阻礙

固gu態tai電dian池chi是shi汽qi車che動dong力li電dian池chi的de未wei來lai。然ran而er
，要yao想xiang大da規gui模mo采cai用yong這zhe項xiang技ji術shu
，電dian池chi廠chang商shang依yi然ran需xu要yao解jie決jue一yi係xi列lie問wen題ti。目mu前qian固gu態tai電dian池chi尚shang缺que乏fa大da批pi量liang生sheng產chan所suo需xu的de資zi本ben投tou入ru
，開kai發fa成cheng本ben相xiang對dui較jiao高gao，因yin而er通tong過guo降jiang低di成cheng本ben來lai鼓gu勵li消xiao費fei者zhe購gou買mai采cai用yong固gu態tai電dian池chi的de汽qi車che，就jiu成cheng為wei了le一yi件jian至zhi關guan重zhong要yao的de事shi情qing。

固態鋰電解質材料可能會存在間隙，這一問題在BEV應用中會降低電池的性能和使用壽命。此外，固態電池還存在容易開裂的問題，並且要獲得最佳性能的話，最好在華氏140度（60攝氏度）下充電。

yurenhezhengzaikaifadecailiaoyiyang，gutaidianchizhizaoguochengdexiaolvshiyixiangguanjianyaosu。qijinweizhi，gutaiqichedonglidianchishangweishixianliangchan，zhizaoshangyequefayouguangutaidianjiezhicailiaodejingyan，yinershibihuizaizhizaoguochengzhongyudaogezhongtiaozhan
，zhehuixianzhuzuaizhexiangjishudedaodaguimoyunyong。ruguofashengzhizaowenti
，haikenengdaozhidonglidianchizhizaogongchangguanbi，zhishidalianggongzhongwufajishitiyandaoxindianchi
，jinershixiaofeizhexinxindajian。

congzijinjiaodulaikan

，youcheqizishenlaiquebaomuqiandetouzi，youzhuyutigaoshichangshanggutaidianchijishudecaiyonglv，xiyingengduoxiaofeizhe。ciwai，henduoqiyedouxiangzheyijishutouruleshuyimeiyuandezijin，qiwangnenggouzhaodaogenghaodelilizidianchijiejuefangan，bingjiangdigutaidianchidezhizaochengben。

結語

鑒(jian)於(yu)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)具(ju)有(you)顯(xian)著(zhu)優(you)勢(shi)，許(xu)多(duo)主(zhu)流(liu)車(che)企(qi)正(zheng)將(jiang)其(qi)戰(zhan)略(lve)轉(zhuan)向(xiang)這(zhe)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)電(dian)池(chi)。在(zai)未(wei)來(lai)的(de)新(xin)能(neng)源(yuan)汽(qi)車(che)中(zhong)，固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)技(ji)術(shu)有(you)望(wang)成(cheng)為(wei)標(biao)配(pei)。根(gen)據(ju)豐(feng)田(tian)宣(xuan)布(bu)的(de)計(ji)劃(hua)，到(dao)2030年，該公司向固態電池技術投入的資金將達到135億美元；此外，包括大眾、福特、寶馬在內的一眾主機廠也正致力於在未來數年內讓新能源汽車用上固態電池。

suirangutaidianchijishuyouqizishendetiaozhan，dantaqueshijiejueleyetaidianchideyiranxingheanquanxingwenti，bingqiechongdiansudugengkuai，xingshilichenggengchang。zhiyaozibenshebeidaowei，jinertishengdianchigongyingliang

，jiukeyirangshichangpingwendicongyetaidianchiguodudaogutaidianchi。xingyehexiaofeizhedoujiangcongzheyizhuanbianzhongshouyi。

來源：貿澤電子，原創：Adam Kimmel  

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