韓國三星電子將開發(fā)面向純電動汽車（EV）的第三代充電電池。一次充電的續(xù)航距離將達(dá)到目前純電動汽車用鋰離子電池（以下簡稱：鋰電池）的近2倍，計(jì)劃以此來對抗在純電動汽車用第二代充電電池開發(fā)上先行一步的豐田汽車。預(yù)計(jì)作為純電動汽車核心零部件電池的開發(fā)競爭將愈發(fā)激烈。

韓國的三星綜合技術(shù)研究院在有機(jī)EL面板研發(fā)方面也取得成績

三星電子將開發(fā)的是在業(yè)界被稱為終極充電電池的「鋰空氣電池」。相當(dāng)于中央研究所的三星綜合技術(shù)研究院制作出了每千克電池蓄電量達(dá)到520瓦特的試制品。作為豐田力爭2020年上半期推向?qū)嵱没摹溉腆w電池」的下一代產(chǎn)品，三星力爭確立該電池的世界標(biāo)準(zhǔn)。

代表性純電動汽車日產(chǎn)汽車生產(chǎn)的新款「聆風(fēng)（Leaf）」充滿電時(shí)的續(xù)航里程為400公里。三星的試制品制作成汽車用電池的話，理論上續(xù)航里程可超過700公里。三星將主要零部件絕緣膜的厚度改良至原來1成以下的20微米。通過薄型化來增加電池單元的使用量，從而提高蓄電量。

實(shí)用化之路仍漫長

雖然三星力爭2030年之前將鋰空氣電池推向?qū)嵱没贿^前路似乎依然漫長。試制品在進(jìn)行20次充放電之后，其性能大幅下降。這并未達(dá)到純電動車充電電池幾千次的充放電標(biāo)準(zhǔn)，此外還存在單次充電需要花費(fèi)幾個小時(shí)的問題。能否對主要零部件正極和負(fù)極的材料及形狀進(jìn)行改良，提高電池的壽命和便利性成為課題。

三星集團(tuán)的三星SDI正在擴(kuò)大汽車用鋰電池業(yè)務(wù)。關(guān)于豐田力爭推向?qū)嵱没男乱淮a(chǎn)品全固體電池，將繼續(xù)推進(jìn)研發(fā)，另一方面，希望在全固體電池下一代產(chǎn)品鋰空氣電池的實(shí)用化方面先行一步。

作為在全球迅速滲透的純電動汽車的動力源，目前鋰電池仍是主流。與豐田早前就配備于混合動力車（HV）的鎳氫電池等相比，鋰電池的容量大幅增加。在鋰電池開發(fā)方面日本企業(yè)先行一步，不過相關(guān)技術(shù)正在向亞洲擴(kuò)散，除了松下、三星SDI和韓國LG化學(xué)之外，中國企業(yè)也開始爭奪全球市占率。

通常的鋰電池采用液體材料作為傳送離子的電解質(zhì)。將其改為固體的電池則是全固體電池。該型電池由位于正極和負(fù)極之間的固體電解質(zhì)傳送離子。由于電解質(zhì)不易劣化，因此壽命較長，同時(shí)漏液和起火等危險(xiǎn)少。充電時(shí)間的縮短和實(shí)現(xiàn)大容量化受到期待。

豐田為了開發(fā)全固體電池，已經(jīng)構(gòu)建了200名技術(shù)人員組成的團(tuán)隊(duì)。豐田副社長迪迪爾·勒羅伊(Didier Leroy) 表示，「試制品已經(jīng)完成，下一階段是量產(chǎn)前的準(zhǔn)備工作。這項(xiàng)技術(shù)今后可能成為'游戲規(guī)則改變者'」。

不僅是豐田和三星，多個行業(yè)巨頭都在推進(jìn)全固體電池的研究。汽車零部件廠商德國博世收購了開發(fā)全固體電池的美國Seeo公司。此外，美國蘋果也在2016年開始招聘相關(guān)技術(shù)人員。大阪府立大學(xué)的辰巳砂昌弘教授認(rèn)為，汽車用全固體電池將在2023年前后被推向?qū)嵱没?/p>

轉(zhuǎn)向純電動車的大潮推動電池技術(shù)革新

另一方面，鋰空氣電池是通過正極的催化劑吸收空氣中的氧氣。在此基礎(chǔ)上，與負(fù)極的鋰產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電力。在理論上，與以往的電池相比，具有更高的能量容量。另外，由于能減少材料，因此小型輕量化和成本削減也令人期待。除了三星之外，日本的日本物質(zhì)材料研究機(jī)構(gòu)、東北大學(xué)和豐田等也正在推進(jìn)研發(fā)。

關(guān)于汽車的動力傳動系統(tǒng)（驅(qū)動裝置），即使是在半年前，汽油引擎都被認(rèn)為在中長期是主流。但是，隨著英法中三國宣布考慮將來禁止汽油車的銷售，汽車行業(yè)面臨的環(huán)境開始轉(zhuǎn)變。采用電池的馬達(dá)驅(qū)動的汽車比率必將逐漸提高。

與此同時(shí)，電池的市場也將迅速擴(kuò)大。據(jù)調(diào)查公司富士經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)，2016年僅為1.4萬億日元的純電動汽車等環(huán)保車的世界電池市場到2025年有望擴(kuò)大至6.6萬億日元。此外，還存在對材料等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的巨大拉動效應(yīng)。

由于各國當(dāng)局的行動，以德國福斯為代表，美國通用汽車（GM）和日產(chǎn)汽車等世界汽車廠商相繼發(fā)布了純電動汽車戰(zhàn)略。迅速轉(zhuǎn)向純電動汽車不僅將推動此前進(jìn)展緩慢的鋰電池的技術(shù)革新，還將短縮邁向下一代電池的時(shí)間。