视频：3分钟快充，松下全固态电池首次亮相
2023/12/19
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2023年9月，松下控股(HD)向媒体首次公开了正在开发的全固态电池(图1)。从10%充到80%只需3分钟。此外，充放电循环寿命很长，松下控股介绍为“(在室温下)或达1万～10万次左右”。据介绍，预计2020年代后半期可实现技术实用化，但具体用途和量产时间仍在讨论中。设想了各种利用短时间快速充电的用途，但目前最有潜力的应该是不太拘泥续航时间的无人机。
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图1：松下控股开发的全固态电池 市售的电池充电需要1小时以上。另一方面，此次的全固态电池可在3分钟内充满电(照片：日经XTECH) |
充电速度达到现有电池的20倍以上
松下控股透露，这种全固态电池是“高输入输出型”。也就是说，与能量密度的高低相比，这种类型优先考虑充放电的速度。3分钟的超快速充电按充电率(C-rate)来看可以说约为15C（注1)。
注1：充电率(C-rate)是指以不依赖电池电流容量的形式显示电池充放电时的电流大小的指标。1小时内使电池充电率从0%提高到100%(满电)，计算上的额定电流值为1C。因此，10C是以60分÷10＝6分钟充满电。100C则是36秒内充满电的电流值。但实际上电池无法以恒定的电流值充满电。
在包括智能手机电池在内的现有民用锂(Li)离子充电电池(LIB)中，虽然大部分都号称可快速充电，但充电率仅为1/2～1C，即充电需要1～2小时。
在电池中，充放电性能的高低与充放电循环寿命的长短一般呈正相关，这种电池也是如此。在摄氏60度的高温下，使用液体电解质的锂电池只能维持极短的循环周期，但这种电池仍可以保持较高的容量保持率。
全固态电池也没有漏液等隐忧，在安全性和可靠性方面也优于现有的锂电池。
适合调查用无人机
松下控股表示，高输入输出型的全固态电池非常符合调查用无人机的用途。
第一，无人机升空需要相当大的功率。在升空过程中，为了控制姿势，会在瞬间需要100～150C的大电流，新电池可以满足这种需求(图2)。
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图2 安装了此次全固态电池的小型无人机 iRobotics提供无人机，为松下控股的实验提供了协助(照片：日经XTECH) |
在无人机的飞行演示中，松下控股展示了从电池充电到飞行、再充电后重新飞行的整个过程。验证实验协助：iRobotics(摄影：日经XTECH)
第二，调查用无人机的每次作业只持续短短几分钟。调查结束后，无人机着陆并检查数据，然后再次飞行，如此反复。但是，现有的蓄电池很快就会耗尽，而且再充电需要较长时间，所以常见的使用方法是事先携带20个以上的满电电池，以随时更换。
另一方面，如果是这次的高输入输出型全固态电池，就算飞行几分钟后电池容量耗尽，也可以在降落后检查数据的几分钟内完成充电。也就是说，无需携带大量沉重的电池。
目前，松下控股正在利用iRobotics 的小型无人机进行全固态电池的实验，将积极推进与其他无人机制造商的联合开发。
能量密度仍然很低
问题是能量密度比现有的锂电池低这一点。但松下控股表示，到2020年代后半期，有望将能源密度提高到现有锂电池的水平。
松下控股负责此次高输入输出型全固态电池的研究开发和开拓用途，松下能源公司则正在开发更接近商业化的锂电池和下一代锂电池，试图实现彼此的职能分工。
野泽哲生 日经XTECH/日经Electronics
资料来源 https://xtech.nikkei.com/atcl/nxt/column/18/00001/08462/
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