固態電池是無鈷電池?固態電池與鈷的關係解析

2021-01-21 OFweek維科網

進入2021年，蔚來汽車主打固態電池，而松下則有意開發無鈷電池。那麼，固態電池與無鈷電池是什麼關係？固態電池是無鈷電池嗎？

早期固態電池的電解質是聚合物電解質，以PEO（聚環氧乙烷）佔絕大多數，PEO的電化學穩定窗口（氧化電位）是3．8V，無法與高電壓正極材料（鈷酸鋰、三元材料等）相容，只能用磷酸鐵鋰做正極，所以不用鈷的說法就流傳下來。

不過早期的固態電池有一個缺點，那就是能量密度並不高。例如法國博洛雷的固態電池就是PEO電解質＋磷酸鐵鋰正極，能量密度只有170wh／kg，並且工作溫度高達80度，所以沒有推廣開，只裝了3000輛車。

也就是說，早期的固態電池其實是磷酸鐵鋰固態電池，不用鈷，稱之為無鈷電池並不為過。

隨著電池技術的發展，目前絕大多數在研究試製中的固態電池都用含鈷正極，以鈷酸鋰和三元材料為主：固態電池的核心是電解質，目前主要分為兩類：聚合物電解質和無機物電解質。無機物又有氧化物和硫化物兩種，它們的電化學窗口大致上分別為5．4V和5．7V，可以使用鈷酸鋰和三元材料，以提電池的高密度和性能。儘管也有其他種類的正極材料在研究，但都遠遠沒有鈷酸鋰和三元材料成熟。

應用鈷酸鋰和三元材料作為正極，可大幅提高電池的能量密度。例如豐田，它的正極材料也是鈷酸鋰，能量密度為400wh／kg；

那麼這裡已經有結論了：以鈷酸鋰和三元材料作為正極的固態電池，含鈷，這種固態電池不是無鈷電池。

顯然，目前含鈷的固態電池，優於早期無鈷的固態電池。有一種說法是，在可以預見的未來，固態電池是必須用鈷的，而且比例要比鋰離子電池的還要高！

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