硬件鋰金屬固態(tài)電池能讓汽車續(xù)航翻倍但商業(yè)化仍有諸多問題鋰金屬固態(tài)電池能讓汽車續(xù)航

汽車廠商正在積極尋找能夠讓電動車續(xù)航能力翻倍的電池技術，綜合續(xù)航里程、安全性等因素的下一代汽車電池可能會以鋰金屬固態(tài)技術的形式出現(xiàn) 。不過密歇根大學的研究人員表示，想要讓這種有前途的電池從實驗室轉(zhuǎn)移到商業(yè)量產(chǎn)，還需要解決很多關鍵問題。

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密歇根大學機械工程系副教授 Jeff Sakamoto 和 Neil Dasgupta 在過去 10 年里一直領導著鋰金屬固態(tài)電池的研究。發(fā)表在《Joule》期刊的一篇觀點論文中，Sakamoto 和 Dasgupta 詳細闡述了該技術面臨的主要問題。為了提出這些問題，他們與汽車行業(yè)的領導人進行了密切的合作。

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全球汽車制造業(yè)都在全力發(fā)展電動汽車，很多企業(yè)宣布在未來幾年內(nèi)實現(xiàn)全面電氣化。鋰離子電池是最早的電動汽車的動力來源，它們?nèi)匀皇俏磥硪浑A段最新車型最常用的電源。這些鋰離子電池在電動車的單次充電范圍方面正接近其峰值性能。而且，它們還需要一個笨重的電池管理系統(tǒng)--沒有這個系統(tǒng)，就會有車載火災的風險。

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通過利用鋰金屬作為電池的陽極和陶瓷作為電解質(zhì)，研究人員已經(jīng)證明了在同樣大小的電池中，電動車的續(xù)航能力可以提高一倍，同時大大降低了火災的可能性。Sakamoto 表示：“在過去十年里，在推進鋰金屬固態(tài)電池方面取得了巨大的進展。然而，該技術的商業(yè)化道路仍然存在一些挑戰(zhàn)，特別是對電動汽車而言” 。
想要讓鋰金屬固態(tài)電池落地，需要回答的一系列問題包括

● 我們?nèi)绾尾拍軐⒋嘈缘奶沾缮a(chǎn)成鋰金屬電池所需的大量薄片？
● 鋰金屬電池使用陶瓷，在制造過程中需要能量將其加熱到2000多華氏度，這是否會抵消其在電動汽車中的環(huán)境效益？
● 陶瓷和用于制造它們的工藝是否可以進行調(diào)整，以考慮到如開裂等缺陷，而不迫使電池制造商和汽車制造商大幅修改他們的操作？
● 鋰金屬固態(tài)電池將不需要像鋰離子電池那樣笨重的電池管理系統(tǒng)來保持耐用性和減少火災風險。減少電池管理系統(tǒng)的質(zhì)量和體積--或者完全取消它--將如何影響固態(tài)電池的性能和耐久性？
● 鋰金屬需要與陶瓷電解質(zhì)持續(xù)接觸，這意味著需要額外的硬件來施加壓力以保持接觸。增加硬件對電池組的性能意味著什么？

Sakamoto 以及他的創(chuàng)業(yè)公司，正在專注于鋰金屬固態(tài)電池的研究和商業(yè)化進程，不過他坦言想要讓該技術落地還有很長的路要走。
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