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新突破!QuantumScape固态电池15分钟可充到8成电量

【EV视界报道】新创企业QuantumScape 8日发表了固态锂金属电池的最新测试结果,仅需充电15分钟,就可充到8成电量,为锂电池技术带来新的突破。

QuantumScape研发的固态锂金属电池,只有卡片大小,使用较少体积可容纳与目前市面上电池相同的能量。固态电池结构主要有两层,包括阴极与固态陶瓷隔膜,但并未放置人造阳极。充电时锂会离开阴极,通过陶瓷隔膜,沉积在隔膜和一个电子接触面之间,在电池内部形成锂金属阳极。只要15分钟就可以充到80%的电力,在续航300英里(约482公里)或更长程的距离上,电池寿命最久可长达12年,且在800次循环充电后不会有显著衰减,相当于38万公里的行驶距离。

QuantumScape表示,固态锂金属电池正常使用的寿命可达12年,且在高温下具备一定安全性。电池使用可绕式陶瓷隔膜技术,电池在承受汽车电子负载时依旧能顺利运作,且能承受零下30度的低温。  

QuantumScape首席执行官Jagdeep Singh认为,目前市场上的电池都不具竞争力,且充电速度缓慢,能量密度也无法达成人们心理预期的里程。电池不但成本昂贵,寿命也不如汽车本身,并且还使用易燃的电解质,因此需要不可氧化的材料,才能达到安全的标准。

目前主流的锂离子电池,顾名思义其中要有让锂离子能够于其中游走导电的液态电解液,电极浸于其中,并用隔膜隔开,这种构造的问题在于不断充放电循环之后,电解液体与固体的交界会发生结晶,导致电池效能下降,甚至可能因结晶刺破隔膜,造成电池内部短路起火。为了解决这一问题,业界提出所有材料都是固态的固态锂电池想法,包括苹果在内都积极研发,布局专利。 理论上固态电池改善了锂离子电池的缺点,改善了安全性,并可能大幅提高能量密度,达成更轻薄短小的目标,没有液体电解质。

值得留意的是,QuantumScape的固态锂金属电池是现在锂离子电池能量密度的两倍,是特斯拉Model 3电池组的4倍,相当具有竞争力。

QuantumScape成立于2010年,由首席执行官Jagdeep Singh在2010年与斯坦福大学科学家Fritz Prinz、Tim Holme共同创立,研究团队在美国先进能源计划署(ARPA-E)资助下独立创业,拥有约200项固态电池专利及应用。特斯拉前联合创始人JB Straubel与前董事Brad Buss后来也陆续加入了董事会。

QuantumScape的背后投资者大有来头,包含大众汽车集团、上汽集团,以及微软创始人比尔盖兹。  大众汽车从2012年起就已经与QuantumScape合作,2018年6月加码投资,取得董事席位,预计将在2025年建立固态电池生产线,总计将投资高达1亿美元。

长期以来业界一直未能找到可商业化生产的固态电池配方,新创企业雨后春笋般成立,汽车业也大力投入,希望尽早让固态电池进入商用量产阶段。丰田汽车早已投资固态电池研发,通用汽车投资了SolidEnergy,戴森(Dyson)收购固态电池企业Sakti3,博世(Bosch)则买下了Seeo。

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杨晓红编辑
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