惊人的成绩：电动车用超级电池即将量产
三星的固态电池有望使电动车从西北穿越德国到东南部无需加油。三星宣布将量产一款固态电池，这可能为电动车带来一场革命。这种电池的使用寿命可达20年，续航里程超过900公里，并且充电仅需九分钟。然而，与此同时，德国在电池研究方面可能面临落后的风险。
当前，电动车因续航里程太短、充电时间过长以及电池寿命过低等问题而受限。然而，这些问题很快可能被新型固态电池解决。三星在2024年SNE电池日展会上宣布，将于2027年开始量产这种电池。目前已经启动了试点生产，首批电动车制造商已经测试了这些电池，据《Interesting Engineering》报道。
近1000公里续航
固态电池的续航可达965公里，寿命长达20年。三星表示，这种电池可以在九分钟内从8%充至80%，这是一个“前所未有的特点”。这种快速充电得益于优化的锂离子传输路径和较低的阻抗。
为什么不充到100%？电池完全放电至0%或快速充电至超过80%都会损害电池，因此在这些范围内电池会明显减慢能量的接收速度。一些智能手机制造商因此在设置中提供限制充电选项，以保护电池寿命。
新电池采用棱柱形外形，即方形扁平设计。与传统电池不同的是，电极被安排在侧面而非顶部，以此提升能效和散热性能。
无阳极设计
三星还采用了被称为Cell-to-Pack (CTP)的架构，即将电池单元直接整合到电池包中，而不是使用模块。此外，这款新电池没有阳极。通常情况下，阳极在电池充电时存储离子。工作时，离子从阳极通过电解质流向阴极（集电极）。
最近，芝加哥大学的研究人员在《Nature Energy》上发表的一项研究描述了一种无阳极电池的工作原理。他们的设计将碱金属离子直接通过电化学沉积存储在集电极上。
高能量密度且安全
总体而言，这种电池的组件数量减少了35%，重量减少了20%，因此能量密度达到每公斤500瓦时（Wh/kg），比三星当前制造的电动车电池高出约40%。
固态电池使用固体电解质而非液体电解质。三星采用氧化物作为电解质，还有一些替代品如聚合物或有机电解质以及硫化物或硫代磷酸盐。这样不仅提升了电池的能量密度和充电速度，还提高了安全性，即火灾风险大大降低。
价格高昂，普通用户难以承受
不难理解，各大汽车制造商都希望尽快在其车型中使用这些特性优越的电池。然而，三星的固态电池的一个重大缺点是其生产成本仍然非常高。因此，最初将在“超高级”车型中使用。
为了准备大规模生产，三星已经建造了一条试点生产线，并已开始小批量生产。首批电池已送交汽车制造商进行测试，三星表示反馈非常积极。
三星面临竞争
不仅是三星计划量产固态电池，其他公司如丰田也在竞争。丰田与能源公司Idemitsu Kosan合作，计划在2027年开始大规模生产。据《Notebookcheck》报道，丰田同样面临高昂的生产成本，因此其固态电池最初将在雷克萨斯豪华车型中使用。日产也加入了这一行列，计划在2028年推出首款搭载自研固态电池的电动车。
全球最大的电动车电池供应商CATL也是重要的竞争者。据《Electrive》报道，该中国公司已研究固态电池超过十年，目前拥有超过1000名员工。最初计划在2030年开始量产，现在希望在2027年生产小批量产品。
德国汽车制造商的合作
德国工业界已经认识到固态电池开发的重要性。负责此事的大众汽车经理Frank Blome甚至称之为电池技术的“终局之战”，每个公司都想赢得这一战。大众计划在2025年启动一条试点生产线，为此他们与美国初创公司QuantumScape合作。
据ADAC报道，梅赛德斯-奔驰与台湾公司ProLogium合作，也与美国公司Factorial Energy合作。福特和宝马则与美国固态电池专家Solid Power合作。
尽管可以通过购买获得技术知识，但自主研究对于德国工业尤其是汽车制造商来说是至关重要的。多个行业协会在一份联合声明中引用市场研究公司Frost & Sullivan的研究指出，电池是21世纪最重要的技术。
德国政府削减资助
声明中指出，电池技术在所有比较的技术中市场增长最快，对许多其他行业的增长影响最大。因此，一个技术主权和国际竞争力的电池生态系统对德国作为高科技国家的竞争力有着巨大影响。
尽管如此，德国政府在今年1月大幅削减了电池研究的资助。根据锂离子电池能力网络（KLiB），研究部长贝蒂娜·斯塔克-瓦青格（Bettina Stark-Watzinger，FDP）今年仅批准了现有项目的资金。预计到2025年，她将计划的资金从1.55亿欧元削减至1400万欧元。行业领导者和公司在致政府的公开信中指出，由于这项技术对能源转型的关键作用，这将对德国高科技地位产生“灾难性后果”。
行业协会在声明中写道，竞争前的研究资助是研究固态电池和钠离子电池等新战略电池主题的基础。它允许对技术趋势进行研究和评估，以及开辟新的研究领域。没有这些研究，德国在战略重要的电池技术领域取得强大地位将无法实现。
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