總部位于加利福尼亞州的 QuantumScape 公司，剛剛宣布了首個(gè)在商業(yè)上可行的固態(tài)鋰金屬電池解決方案。其宣稱可將電動(dòng)汽車的續(xù)航里程增加多達(dá) 80%，并且支持在 15 分鐘內(nèi)將電量從 0 充到 80% 。據(jù)悉，通過使用固態(tài)電解質(zhì)來替代傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)鋰金屬電池在體積重量 / 能量密度上都具有更高的優(yōu)勢(shì)。

結(jié)構(gòu)示例（來自：QuantumScape）

對(duì)于需要極高的安全能量密度、使用環(huán)境相對(duì)寬泛且苛刻、充放電率和循環(huán)次數(shù)要求都更高的 EV 動(dòng)力電池行業(yè)來說，固態(tài)鋰金屬電池都具有顯著的優(yōu)勢(shì)。

值得一提的是，QuantumScape 使用了獨(dú)特的鋰金屬陽(yáng)極制造工藝。新設(shè)計(jì)并未讓它在制造過程中即形成，而是在給電池充電時(shí)，才會(huì)在集電器周圍形成。

該公司固態(tài)鋰金屬電池的另一項(xiàng)突破，體現(xiàn)在固態(tài)隔板上。其使用了具有固體陶瓷材料，對(duì)枝晶生長(zhǎng)有極強(qiáng)的抵抗力。普通的鋰離子電池，最怕的就是這類突刺導(dǎo)致電池失效、甚至引發(fā)火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

固態(tài)鋰金屬電池前景展望

結(jié)合了多項(xiàng)優(yōu)勢(shì)之后，QuantumScape 的新型固態(tài)鋰金屬電池可達(dá)成 1 kWh / L 的能量密度，約為當(dāng)前特斯拉 Model 3 所使用的動(dòng)力電池的四倍。

按重量計(jì)，其能量密度亦有 380~500 Wh / kg 。作為對(duì)比，當(dāng)前特斯拉最高也只有提供 260 Wh / kg 的選項(xiàng)，即便伊隆·馬斯克樂觀估計(jì)可在 3~4 年內(nèi)達(dá)成 400 Wh / kg 的目標(biāo)。

充電速率方面，QuantumScape 宣稱該電池可在 15 分鐘內(nèi)實(shí)現(xiàn) 0-80% 的充電。而且在 30℃（86℉）的溫度下，單層袋式電池可在 1C 持續(xù)充放電倍率下維持相當(dāng)長(zhǎng)的生命周期。

就算經(jīng)歷了 800 次的充放電循環(huán)，新型固態(tài)鋰金屬電池亦可維持 80% 以上的容量。簡(jiǎn)單換算一下，相當(dāng)于一輛電動(dòng)汽車行駛了 24 萬(wàn)英里（38.6 萬(wàn)公里）。

值得一提的是，該電池在低溫下的表現(xiàn)也同樣出眾。在 -30℃（-22℉）的環(huán)境下，它的容量也不會(huì)衰減太多。安全性方面，內(nèi)部的陶瓷隔膜本身就是不可燃的。

展望未來，QuantumScape 希望與合作伙伴攜手推動(dòng)新型固態(tài)鋰離子電池的商業(yè)化運(yùn)用。除了大股東（大眾汽車集團(tuán)）承諾的 3 億美元資金，該項(xiàng)目還獲得了 Continental 和比爾·蓋茨等投資者的關(guān)注。

責(zé)任編輯：PSY