日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）宣布，該國部分公司及學術(shù)機構(gòu)將展開產(chǎn)學研合作，聯(lián)合研發(fā)下一代電動汽車全固態(tài)鋰離子電池，力爭早日應(yīng)用于新能源汽車產(chǎn)業(yè)。這是NEDO有關(guān)全固態(tài)鋰離子電池研究的第二期合作項目。

據(jù)NEDO介紹，該項目預計總投資100億日元（約合5.8億元），該項目預計總投資100億日元（約合5.8億元人民幣），豐田、本田、日產(chǎn)、松下等23家汽車、電池和材料公司，以及京都大學、日本理化學研究所等15家學術(shù)機構(gòu)將共同參與研究，計劃到2022年全面掌握全固態(tài)電池相關(guān)技術(shù)。

日本政府加大全固態(tài)電池研發(fā)力度的目的之一是重新占據(jù)市場主導地位——在我國公司的追趕下，日本公司在車用電池領(lǐng)域市場份額銳減。那全固態(tài)電池到底具有怎么樣的突出優(yōu)勢，以至日本舉國上下全力一搏呢？

NEDO稱，下一代汽車（含清潔柴油車、混合動力車、電動汽車等）是全球汽車業(yè)的未來發(fā)展方向。日本眾多廠商已紛紛推出純電動汽車及插電式混合動力汽車的大規(guī)模銷售計劃，更高效的車載電池也因此備受關(guān)注。

全固態(tài)鋰離子電池結(jié)構(gòu)里沒有氣體和液體，所有材料都以固態(tài)形式存在，高密度性、高安全性等性能使其與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比更具優(yōu)勢，在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。此前，工信部等四部委印發(fā)的《促進汽車動力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動方法》明確提出，加大投入研發(fā)新的動力鋰電體系，其中就包括固態(tài)電池等新型電池。

日本政府加大全固態(tài)電池研發(fā)力度的目的之一是重新占據(jù)市場主導地位。在車用電池領(lǐng)域，日本公司走在前列，2013年占據(jù)全球70%的市場份額，但2013年市場占有率僅為3%的我國公司，到2016年已擴大到26%，而日本公司則減至41%。從今年五月開始，日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省將向技術(shù)研究協(xié)會——鋰離子電池材料評價研究中心（LIBTEC）投資16億日元（約人民幣9349萬元）。

按照《我國制造2025》確定的技術(shù)目標，2020年鋰離子電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達到400Wh/kg，2030年能量密度達到500Wh/kg。顯然，新能源汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展要新的技術(shù)儲備，全固態(tài)鋰離子電池則有望成為下一代車用動力鋰電池主導技術(shù)路線。

全固態(tài)電池技術(shù)有什么優(yōu)勢？

此前，雷諾汽車業(yè)務(wù)負責人諾曼德公開表示，全固態(tài)電池是汽車工業(yè)的新希望，在成本、密度和熱穩(wěn)定性方面都較目前的鋰離子電池有巨大優(yōu)勢，未來將主應(yīng)用于長續(xù)航的電動汽車。

全固態(tài)電池在電池領(lǐng)域發(fā)展的根本驅(qū)動力之一就是安全性。傳統(tǒng)鋰離子電池的隔膜和電解液。根據(jù)電池的電極材料特性，在大電流下工作可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導致短路，電池損壞；而電解液為有機液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、出現(xiàn)氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。

此外，全固態(tài)電池相比傳統(tǒng)鋰離子電池優(yōu)點也比較明顯：

首先，相同能量下，全固態(tài)電池更薄且體積更小。傳統(tǒng)鋰離子電池中，隔膜和電解液共占據(jù)了電池中近4成的體積和2成的質(zhì)量。假如用固態(tài)電解質(zhì)取代，那么電極間距可以縮短到微米級，極大降低電池厚度，因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。

不僅如此，經(jīng)過氣相沉積制備的全固態(tài)電池，其整體厚度可能只有幾十個微米，因此就可以制成非常小的電源器件，整合到MEMS（微機電系統(tǒng)）領(lǐng)域，從而方便電池應(yīng)用在新型小尺寸智能電子設(shè)備，實現(xiàn)終端產(chǎn)品的小微型化。

其次，全固態(tài)電池輕便，能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會發(fā)生改變，可以使用金屬鋰來做負極取代石墨負極這樣可以明顯減輕負極材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高。

值得一提的是，使用全固態(tài)電池，可以解決許多新型高性能電極材料與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性問題。

綜合考慮到以上兩大因素，全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池，能量密度可以有一個較大幅度的提升。目前為止，許多實驗室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。

從能量密度的數(shù)據(jù)上看，全固態(tài)電池帶給人們更多的直觀體會是我們的手機等電子產(chǎn)品從“一天一充”升級到“兩天一充”。

總之，全固態(tài)鋰離子電池使用固態(tài)電解質(zhì)，具有高密度性、高安全性等特點，相關(guān)于傳統(tǒng)液態(tài)電池更具優(yōu)勢，在新能源汽車等領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。