情有獨鐘，福特加緊研發固態電池

福特正在研究多項“超越鋰離子”的電池方案，包括鋰硫電池，鋰空氣電池和固態鋰離子電池。其中，福特目前正在加緊推進固態電池的項目，其原因是相比于其他方案，固態電池單位體積的能量密度更高，有更好的儲能能力。福特的工程師Venkat Anandan本周在美國汽車工程師協會的一個報告上這樣介紹道。

Anandan說，鋰空氣電池因為空氣是陰極，所以成本很低，而且這種模式的理論能量密度很高。因為這種技術與燃料電池技術有許多相似之處，所以相關方面的很多設計和研發已經進入到燃料電池的領域了。然而，鋰空氣電池的缺點是他的實際能量密度相對較低，循環壽命不長且系統相對復雜，Anandan如是說。


由于硫的成本很低，所以鋰硫電池系統的成本也不高，而且這一系統的能量密度很高，Anandan說，但是我們面臨的重要問題是電池循環中多硫化物的積累導致的電磁壽命大大縮短。


固態電池使用固體電極和固體電解質材料，固體電解質性質很穩定，而且消除了與液態電解質接觸易燃的隱患。然而，固態電池系統的問題是電流密度低，而且循環壽命短，在大規模汽車制造中使用這一技術的可行性還有待商榷。

困難重重，數十年沉淀期待突破


Anandan同時指出，目前所有先進的電池系統都是用鋰金屬陽極來提供一個較高的能量密度。他還說，目前固態電池系統是領先的，因為相比其他技術來說，這套系統的能量密度和安全性都更高，雖然目前沒有任何一項技術能真正的大面積推廣。

固態電池已經發展了幾十年了，最為成功的技術是薄片固態電池，電極可以達到50微米的量級，然而還是無法解決能量密度和電流密度低的問題。

Anandan稱，可能適用于電動汽車的固態設計之一是散裝型固態電池，其電極厚度大于50微米，如此一來固態電池的所提供的能量密度將有可能足以滿足汽車的設計標準，以應用于車輛當中。他說，固態電池的離子導電性應該要達到10-4，應該使用穩定的活性物質，有足夠的機械性能且易于制造。

福特發現鋰鑭氧化鋯電解質可以滿足上述大多數的標準，一個福特大學的合作伙伴證實了鋰鑭氧化鋯可以燒結為厚度150到200微米的薄片，并且滿足導電率10-4的標準。雖然這還沒有完全滿足福特的目標，但是Anandan認為最后這一目標能夠達成。

此前，福特已經獲得兩個相關方面的電池專利，相信他們的研究最終能獲得突破，為新能源汽車產業帶來好消息。