QuantumScape希望推动固态锂金属动力电池的采用

总部位于加利福尼亚州的 QuantumScape 公司,刚刚宣布了首个在商业上可行的固态锂金属电池解决方案。其宣称可将电动汽车的续航里程增加多达 80%,并且支持在 15 分钟内将电量从 0 充到 80% 。据悉,通过使用固态电解质来替代传统的液态电解质,固态锂金属电池在体积重量 / 能量密度上都具有更高的优势。

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结构示例(来自:QuantumScape

对于需要极高的安全能量密度、使用环境相对宽泛且苛刻、充放电率和循环次数要求都更高的 EV 动力电池行业来说,固态锂金属电池都具有显著的优势。

值得一提的是,QuantumScape 使用了独特的锂金属阳极制造工艺。新设计并未让它在制造过程中即形成,而是在给电池充电时,才会在集电器周围形成。

该公司固态锂金属电池的另一项突破,体现在固态隔板上。其使用了具有固体陶瓷材料,对枝晶生长有极强的抵抗力。普通的锂离子电池,最怕的就是这类突刺导致电池失效、甚至引发火灾风险。

固态锂金属电池前景展望

结合了多项优势之后,QuantumScape 的新型固态锂金属电池可达成 1 kWh / L 的能量密度,约为当前特斯拉 Model 3 所使用的动力电池的四倍。

按重量计,其能量密度亦有 380~500 Wh / kg 。作为对比,当前特斯拉最高也只有提供 260 Wh / kg 的选项,即便伊隆·马斯克乐观估计可在 3~4 年内达成 400 Wh / kg 的目标。

充电速率方面,QuantumScape 宣称该电池可在 15 分钟内实现 0-80% 的充电。而且在 30℃(86℉)的温度下,单层袋式电池可在 1C 持续充放电倍率下维持相当长的生命周期。

What are Solid-State Lithium-Metal Batteries?(via

就算经历了 800 次的充放电循环,新型固态锂金属电池亦可维持 80% 以上的容量。简单换算一下,相当于一辆电动汽车行驶了 24 万英里(38.6 万公里)。

值得一提的是,该电池在低温下的表现也同样出众。在 -30℃(-22℉)的环境下,它的容量也不会衰减太多。安全性方面,内部的陶瓷隔膜本身就是不可燃的。

展望未来,QuantumScape 希望与合作伙伴携手推动新型固态锂离子电池的商业化运用。除了大股东(大众汽车集团)承诺的 3 亿美元资金,该项目还获得了 Continental 和比尔·盖茨等投资者的关注。

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