大众和福特等汽车公司在争相制造价格更便宜且续航里程更长的电动汽车之际,正投入更多资金来研发一项长期以来被视为极难实现的技术:固态电池。



硅谷初创公司QuantumScape在12月表示已取得突破,成功测试了其使用了固态材料的电池。


汽车公司在争相制造价格更便宜且续航里程更长的电动汽车之际,正投入更多资金来研发一项长期以来被视为极难实现的技术:固态电池。

目前大多数电动汽车使用的是锂离子电池。这些年来,锂离子电池的功率已变得越来越强大,造价也越来越便宜,但这种电池具有局限性,比如有起火的风险。

汽车行业的高管和分析师称,固态电池有可能缩短充电时间,并可通过去除锂离子电池所使用的易燃电解质溶液而使电池组变得更加安全。

然而,固态电池技术仍然耗费巨大,而且在现实生活中也没有相对可靠的应用实例,预计将需要花费多年时间才能解决应用障碍,把这项技术普及到大众市场。

丰田汽车公司(Toyota Motor Corp., 7203.TO)正试图自行开发固态电池单元。该公司在本月早些时候表示,需要更多时间来开发可用于全电动汽车的技术,尽管该公司现阶段将在混合动力汽车中使用较小型的固态电池。

大众汽车(Volkswagen AG, VOW.XE)、福特汽车公司(Ford Motor Co., F)和宝马汽车公司(Bayerische Motoren Werke AG, BMW.XE, 简称﹕宝马汽车)等其他主要汽车生产商已对研发固态电池的初创公司进行了投资,以帮助这些初创企业完善技术,从而将这种技术应用于大规模生产。

咨询公司艾睿铂(AlixPartners)估计,到目前为止,一些领先的电池初创企业已经从汽车制造商和金融投资者那里获得了约20亿美元的投资,其中约一半资金投给了QuantumScape Corp. (QS),该公司的投资者包括比尔.盖茨(Bill Gates)和大众汽车。



图为QuantumScape位于加利福尼亚州圣何塞实验室的工作人员。大众汽车是该公司的投资者之一。


近年来,随着汽车企业大举押注电动汽车,打造出性能更好的汽车电池的压力与日俱增。咨询公司艾睿铂的汽车部门董事总经理John Loehr说,过去一年,全球范围内对插电式电动车型的投资增加了40%。

研发固态电池技术仍是一项长期事业。Loehr说,这种电池可能需要近十年时间才能量产。但他补充说,汽车制造商现在正在进行投资,以获取专业技术,并为将来的电池制造业务做准备。

Loehr说:“别人有了这种技术而自己没有,车企不想遭遇这样的尴尬。”

锂离子电池技术在二十世纪八、九十年代取得进步,为特斯拉(Tesla Inc., TSLA)的诞生创造了条件,特斯拉是第一家在商业上取得成功的电动汽车制造商。自那以来,使用液态电解质的锂离子电池一次充电续航里程不断提升,价格也比刚刚问世时便宜很多。

但锂离子电池也有缺点。通用汽车公司(General Motors Co., GM)最近召回了约14.2万辆雪佛兰Bolt电动汽车,以解决一个与电池起火有关的制造缺陷。一些汽车公司已经因电池起火隐患而不得不召回电动汽车,并对购车客户发出警告,称在该问题解决之前不要给汽车满格充电或把汽车停放在车库里。

行业高管和分析师表示,固态技术将使电池更加安全,因为固态电池所用的核心材料不太可能是可燃物。

UBS Research的电池技术分析师Tim Bush表示,锂离子电池的一个大问题是,随着能量密度的提高,起火的风险也在增加。

Bush说道:“如果我们不用电解质,用固体材料取而代之,那就不再有起火的安全风险,而且能量密度是现有电池的两倍。”

目前还没人成功开发出可大规模生产、可在数以百万计汽车中使用的固态电池。但一些初创公司满怀希望地认为,通过与拥有上百年大规模生产经验的汽车制造商合作,他们能够实现这一目标。

去年12月,硅谷初创公司QuantumScape宣布取得突破性进展,成功测试了使用其固态材料的电池。

今年3月,大众汽车称,公司的电池科学家们已在公司实验室独立验证了QuantumScape的测试,并同意向这家初创公司追加投资1亿美元,总投资额达到3亿美元。QuantumScape目前市值约105亿美元。

大众汽车还原则上同意建造一个试点设施,使用QuantumScape技术制造可用于电动汽车的固态电池。该试点项目仍未最终获批,正等待德国政府决定是否对该项目提供财政支持。

大众汽车电池开发负责人Frank Blome在3月份表示:“固态技术将颠覆行业格局。”

在QuantumScape相关消息传出后,宝马汽车和福特汽车在5月宣布,它们将向正在开发固态电池的Solid Power Inc.投资1.3亿美元。

Solid Power的首席执行官Doug Campbell表示,该公司将建设一条试生产线,明年开始生产“汽车级”固态电池。

宝马汽车首席执行官Oliver Zipse在9月的慕尼黑车展间隙向记者表示:"我们相信,如果出现下一项技术,将会是固态电池。”

尽管Zipse相信这一技术,但他对于该技术能以多快的速度投入大规模生产持怀疑态度,因为制造成本以及其在极端炎热和寒冷气候下安全工作的能力都是未知数。

Zipse说:“成本问题尚未解决。”他还表示:“电动汽车和这种电池必须具备一个非常宽的工作温度范围。”

丰田汽车去年制造了一辆使用固态电池的原型车,并对其进行了一系列测试。丰田汽车首席技术官Masahiko Maeda本月称,测试结果表明,这些电池的输出功率高于传统的锂离子电池。但该公司也发现,这些电池的使用寿命较短。

Maeda在该公司的一次技术活动上向媒体记者表示:“为解决这一问题和其他问题,我们需要继续进行研发工作,主要是针对固体电解质材料的研发。”