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[產業動態] [豐田第4代車用固態電池測試成功][DIGITIMES][2018-12-10][複製鏈接]

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發表於 2018-12-10 11:09 AM|顯示全部樓層
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豐田汽車(Toyota Motor)於2017年底,與Panasonic擴大汽車電池合作時,曾提出要讓汽車固態電池在2022~2025年商業化。由於汽車業與電池業原本估計,汽車固態電池要到2035年才能普及,所以外界懷疑豐田要如何才能達成。但事隔1年,豐田汽車日前宣布該廠的測試用汽車固態電池,已經推出第4代,並安裝在4輪輕型載人電動車「COMS」上測試成功。

COMS電動車只能1人搭乘,與主流私家轎車的4~5人座,差距仍遠,但固態電池能量密度每公升400Wh,輸出能量每公升2.5kW,2倍於現有汽車鋰電池的水準,已是相當驚人。

但使用壽命動輒超過10年的汽車電池,須確保至少1,000次充放電後的效能,目前COMS用的電池在1,000次甚至10萬次充放電後的效能,仍無法確定,但與前3代相比,已有明顯改善。

根據豐田鋰離子電池材料評估研究中心(LIBTEC)的常務理事,石黑恭生表示,該廠首代固態電池是安裝在時鐘上,能量密度達每公升160Wh,首次充電還超過100Wh。但這個首代電池,充放電不到10次,能量密度便大幅降低,且輸出幾近於0。
經研究團隊檢討,認為主要問題有4點:1,正極與固態電解質之間形成高電阻層;2,固態電解質與電極之間的膜太厚;3,電極與電解質混合層活性材料的凝聚,分布不均;4,活性材料之間空隙太大。

因此,研究團隊先選用新材料,以高速轉動的方式處理電阻層,接著再用溼式塗佈法讓膜的厚度減為10分之1,解決前2個問題,到這時固態電池的效能,就與現在主流的鋰電池相當,可以用在小型無人運輸車上。

接下來,透過表面能量低的溶劑,並以高壓液態加工方式,讓活性材料分布均勻,甚至進一步讓固態電池在攝氏200度環境下,也能正常運作,相對於目前鋰電池須維持在攝氏80度以下環境,可說是非常大的進步,才有現在能量密度接近市售汽車鋰電池2倍水準的表現。

雖然目前豐田的車用固態電池,還要經過一系列安全性可靠性測試,並在效能與價格上都有進一步的改良,才能真正邁向商用化,但能量密度已2倍於現在市售汽車鋰電池,可以說已經有一定程度的把握。2022年商用化,已不再是不可能的任務。
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