美國電池制造商Ion投產固態電池，電池技術領域迎革命？

據媒體20日報道，美國初創企業Ion Storage Systems已開始生產固態電池，該技術有望在智能手機和電動汽車領域帶來突破性進展。

媒體介紹稱，該公司采用獨特的陶瓷基板技術，其固態電池的能量密度比傳統鋰離子電池高出50%，充電速度更快，且幾乎不存在起火風險。

據悉，Ion Storage Systems獲得了美國能源部下屬高級研究計劃局-能源（ARPA-E）2000萬美元的規模化資助，以支持其產品制造和成本降低的初步步驟。

目前，該公司的固態電池已在其位于馬里蘭州的工廠開始生產，向潛在客戶發貨測試，包括美國國防部和多家未具名的電子產品制造商。

盡管固態電池技術被視為下一代電池革命的關鍵，但該領域長期面臨技術瓶頸和商業化困難。據研究機構PitchBook數據顯示，全球對固態電池公司的風險投資預計將降至2017年以來的最低水平。

然而，Ion的技術突破可能改變這一格局。該公司獨特的制造工藝使其能夠利用現有電池生產設施，大幅降低資本投入要求，為大規模商業化鋪平了道路。

從燃料電池到固態電池，技術突破解決行業痛點

固態電池被譽為電池技術的圣杯，因其將傳統鋰離子電池的液態電解質替換為固態核心，不僅能量密度更高，充電速度更快，且損壞時幾乎無起火風險。

然而，數十年來，盡管全球各大汽車制造商和初創公司投入巨資研發，固態電池始終未能走出小眾應用，商業化進程一再受挫。

該技術的核心難點在于充放電時的體積變化會導致電池開裂，為此廠商不得不在電池組內添加彈簧和金屬板，增加了重量和體積，抵消了能量密度的優勢。

此外，傳統固態電池的制造工藝與現有鋰電池生產線大相徑庭，進一步推高了成本。

為了突破這一瓶頸，Ion借鑒了馬里蘭大學材料科學家Eric Wachsman和其博士生Greg Hitz的研究成果，選擇將氫燃料電池中使用的多孔陶瓷基板技術應用到鋰離子電池中，創造出三層結構：鋰金屬、陶瓷層和金屬合金層。

在此基礎上，陶瓷層中的微孔能夠緩沖鋰在電池中移動時的膨脹和收縮，解決了傳統固態電池因“呼吸”效應導致的開裂問題。

這種簡化的設計使其能夠像常規鋰電池一樣封裝在柔軟的箔袋中，制造工藝也與現有電池生產線高度兼容。

Ion能否改寫全球電池格局？靜待量產檢驗

Ion新任首席執行官Jorge Schneider此前在通用汽車和鋰電池行業公司任職。他表示：

“這是一項革命性技術，卻無需像建立Gigafactory（特斯拉的超級電池工廠）那樣的巨額資本投入。”

Ion還在與多家消費電子公司合作，盡管具體名稱未予披露，但Wachsman透露涉及“幾乎所有你能想到的消費電子品牌”。在Ion工廠展示中，智能手表和無線耳機的拆解樣品暗示了該技術在小型設備中的潛在應用。

分析人士指出，固態電池的成功取決于能否以合理成本實現量產。

PitchBook高級新興技術分析師Jonathan Geurkink表示，只有當制造商開始大規模出貨時，市場的信心和成功概率才更容易被評估。Ion當前的高生產成本需通過其高達50%的能量密度提升來證明價值，這對其早期客戶說服力至關重要。