![無陽極 ION 固態鋰電池,達成無壓縮 800 次充放電循環](https://img.technews.tw/wp-content/uploads/2024/08/02124451/ION-SSB.jpeg)
固態電池競爭又來到新境界,美國 ION 儲能團隊的無壓縮、無陽極固態鋰電池,成功完成了 800 次充放電循環實驗,這個重大里程碑讓他們的固態電池朝商轉邁進一大步。
美國電池新創 ION Storage Systems(簡稱 ISS),經過 5 年投資研發終於達成重大技術里程碑,他們獨步業界的「無陽極固態電池」,成功在無加壓狀態下,進行了 800 次充放電循環,證明了這項技術已經具備走出實驗室的水準,朝向商轉與量產邁進一大步。
固態電池最核心的概念,就是將電解質從液態或膠裝改為固態電解質,進而實現高效率、低風險的充放電速度和穩定度,ISS 的技術則更為激進,他們不僅使用固態電解質,同時還將原本鋰電池必備的陽極也移除,這樣一來就不會有重複充放電循環後,鋰金屬形成枝狀晶體而破壞結構的問題。
▲ ISS 固態電池分層結構示意。
雖說是無陽極設計,但並非真的沒有陽極。ISS 使用特殊的立體陶瓷結構,取代傳統陽極材料,在充放電過程中,鋰金屬動態形成並且被利用,在充電時沉積,在放電時氧化,根據 ISS 的說法,這樣可以使電池能量密度更高、熱失控風險更低,同時還減少了製造成本。
另一項關鍵在於「無加壓」,現階段固態電池大多需要外部施加壓力,讓電極與電解質之間可以密切接觸,提高離子導電效率,但 ISS 的固態電池技術在這次實驗,證明了它不需要加壓,就能夠進行良好的充放電循環,不僅表示它足以走出實驗室,也展現了強大的成本和體積、重量優勢,對電動車來說會是一大利多。
ISS 的固態電池目前具備幾個量產優勢,首先他們已經擁有佔地 560 坪的生產基地,是目前美國最大的固態電池工廠,其次他們已經取得關鍵材料供應商 Saint-Gobain 陶瓷與 KLA 金屬材料合約,最後也最重要的,ISS 主要的出資者也是最大潛在客戶不是別人,就是美國國防部,透過 ARPA-E 先進能源研究專案,取得 200 億美元資金,再加上其他投資人的 200 億美元,讓 ISS 量產潛力龐大。
下一階段,ISS 固態電池將要挑戰一千次充放電循環,並且電池壽命衰退低於 5%,若能順利達成,接下來他們就要跟車廠、電池組裝廠討論標準化規格,以及大規模生產技術和最重要的成本問題,成為繼 QuantumScape 之後,最接近量產的固態電池技術。
(圖片來源:ION Storage Systems)