“固態電池取代三元鋰電池將是今後的發展趨勢。”這種看法近來業界輿論呼聲較高。
全quan固gu態tai電dian池chi是shi當dang前qian學xue術shu界jie的de研yan究jiu熱re點dian,也ye是shi產chan業ye界jie關guan注zhu的de焦jiao點dian,它ta的de安an全quan性xing比bi起qi同tong電dian極ji體ti係xi的de液ye態tai鋰li離li子zi電dian池chi有you明ming顯xian提ti高gao,但dan在zai電dian動dong汽qi車che上shang實shi際ji推tui廣guang應ying用yong還hai需xu要yao時shi間jian。
近(jin)日(ri),隨(sui)著(zhe)哪(na)吒(zha)汽(qi)車(che)與(yu)清(qing)陶(tao)達(da)成(cheng)全(quan)麵(mian)深(shen)度(du)合(he)作(zuo),共(gong)同(tong)推(tui)進(jin)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)的(de)研(yan)發(fa)與(yu)應(ying)用(yong)。固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)的(de)話(hua)題(ti)再(zai)次(ci)成(cheng)為(wei)相(xiang)關(guan)熱(re)點(dian),同(tong)時(shi)也(ye)預(yu)示(shi)著(zhe)離(li)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)真(zhen)正(zheng)的(de)量(liang)產(chan)應(ying)用(yong)更(geng)近(jin)了(le)一(yi)步(bu)。據(ju)悉(xi),合(he)眾(zhong)旗(qi)下(xia)第(di)二(er)款(kuan)量(liang)產(chan)車(che)哪(na)吒(zha)U將首次搭載兩家企業研發的固態電池,計劃年底前量產500台。
與傳統鋰電池相比,固態鋰電池具有安全性能高、循環壽命長、能量密度高、耐受溫度範圍大、可柔性化等優點,可解決目前傳統鋰電池麵臨的安全性較差和續航裏程短的問題,被認為是下一代鋰電池的選擇。
謹慎樂觀的固態電池
固態電池雖有強大的優勢,但在發展過程中,仍然存在待解的問題,有些關鍵性問題還需要有突破性進展。
如目前固態電池幾大待解難題有:溫度較低的時候,內阻比較大;材料導電率不高,功率密度提升困難;製造大容量單體困難;大規模製造中的正負極成膜技術還需進一步研究等。
有行業專家認為:真zhen正zheng意yi義yi上shang的de全quan固gu態tai電dian池chi技ji術shu現xian在zai仍reng不bu成cheng熟shu。其qi中zhong,固gu態tai電dian池chi的de固gu態tai界jie麵mian接jie觸chu性xing是shi重zhong要yao的de技ji術shu難nan點dian,即ji電dian解jie質zhi與yu電dian極ji之zhi間jian形xing成cheng高gao電dian阻zu界jie麵mian,還hai存cun在zai技ji術shu不bu確que定ding性xing,未wei來lai還hai需xu要yao較jiao長chang時shi間jian的de科ke研yan攻gong關guan。
好消息是,搭載固態電池的哪吒U電動車即將小批量產,據悉,該車的固態電池能量密度有望超過500Wh/kg,即如果一台續航600公裏的鋰離子電池電動車把電池換成固態電池,續航可以超過2000公裏。如果真是這樣,電動汽車的裏程焦慮將不複存在。
三元鋰電池困境
隨著天氣轉暖,電動汽車自燃問題再一次觸動了人們的神經。其中,自燃原因大多指向了動力電池。
現階段新能源乘用車大多采用三元鋰電池,其材料體係為三元正極+液態電解質+石墨負極,而固態電池材料中沒有可燃的液態有機溶液,安全係數相對提高了很多。
據介紹,三元鋰電池在200℃左右就會分解,並釋放出氧分子,使燃燒更加劇烈。盡管目前動力電池在電池模塊和係統設計方麵,已經采取了先進的電源管理技術、冷卻技術、密封技術、散熱技術等,基本滿足了電動汽車對安全性的要求,但依然存在著熱失控、過熱、起火燃燒等危險。導致其燃燒的根本原因,是鋰離子電池電解質屬於可燃的有機溶液。
還有就是電池的能量密度,目前,三元鋰電池單體能量密度已經接近極限,很難再有大的突破。有觀點認為:依靠三元鋰電池技術路線,動力電池能量密度難以突破350Wh/kg。而按照我國相關產業規劃,動力電池的能量密度需要在2025年至2030年達到350Wh/kg。顯然,開發新一代電池已迫在眉睫。
固態電池好處與前景
固gu態tai電dian池chi,是shi一yi種zhong使shi用yong固gu體ti電dian極ji材cai料liao和he固gu體ti電dian解jie質zhi材cai料liao,不bu含han有you任ren何he液ye體ti的de電dian池chi。固gu態tai電dian池chi采cai用yong全quan新xin固gu態tai電dian解jie質zhi取qu代dai當dang前qian有you機ji電dian解jie液ye和he隔ge膜mo,具ju有you高gao安an全quan性xing、高體積能量密度,同時與不同新型高比能電極體係(如鋰硫體係、金屬-空氣體係等)具有廣泛適配性,可進一步提升質量能量密度,在提高安全性的同時增加續駛能力,從而有望成為下一代動力電池的解決方案。
muqian,gutaidianchidexiaopiliangzhuangcherengshuyushiyanjieduan,yiqizaishijiyingyongzhongfaxianbingjiejuewenti。buguosuizhecanyuliangchanqiyedezengduo,shuominggutaidianchizhishaoqudelejieduanxingjinzhan,weilaigengjiaguangming。
全球聚焦固態電池
無疑,固態電池技術正在成為世界範圍內的競爭熱點。全球多個車企和電池廠家發布了固態電池相關的研發進展。
日本經濟省曾宣布出資16億日元(約合人民幣1億元),聯合豐田、本田、日產、鬆下、GS湯淺、東麗、旭化成、三井化學、三菱化學等頂級產業鏈力量,共同研發固態電池,希望以成熟的固態電池技術在2030年實現800公裏續航目標。
韓國也不甘落後,目前,三星SDI、LGhuaxuedengdoutourudaogutaidianchideyanfazhizhong。julejie,sanxingdegutaidianchikenengzuichuyingyongyushoujishang,xiayibujiangkaifacheyongdongligutaidianchi。jinri,sanxingyuxiandailingdaorenhuimiantaolundianchijishu,yinfalesanxingweixiandaitigonggutaidianchidecaixiang。ciwai,LG化學也在研究固態電池,據稱技術水平與三星不相上下。
此外,寶馬宣布與SolidPower公司合作研發固態鋰電池;博世與GS湯淺電池公司及三菱重工共同建立了新工廠,主攻固態陽極鋰離子電池;本田與日立造船建立的機構已研發出Ah級電池,預計不久後量產。
國內在進行固態鋰電開發的企業包括寧德時代、國珈星際、江蘇清陶能源、台灣輝能、zhonghanglidiandeng。qizhong,ningdeshidaiyiliuhuawudianjiezhiweizhuyaoyanfafangxiang,caiyongzhengjibaofujiejuezhengjicailiaoyugutaidianjiezhidejiemianfanyingwenti。qingtaonengyuanyanfagaoguhanliangdequantaocigemohewujigutidianjiezhi,muqianyiyubeiqi、哪吒汽車開展合作。國珈星際采用材料基因組技術,通過高通量測試技術確定聚合物固態電解質的最佳組成。此外,如贛鋒鋰業、比亞迪、萬向123等也都宣布布局固態電池領域。
技術創新決定未來
固態電池實現了電池結構從電極材料+電解液的固液界麵向電極材料+固態電解質的固固界麵轉化。在固態電池發展過程中,固態電解質主要有硫化物、氧化物、bomoyijigutaijuhewudengduozhongfangan。meizhongfangangeyouyouquedian,yedouzaiyanfazhongqudeleyidingchengguo。juxi,dabufenkeyantuanduiheqiyemuqianchuyujichuyanjiudaozhongshifangdahexiaopiliangliangchandeguanjianhuanjie。
據(ju)介(jie)紹(shao),在(zai)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)領(ling)域(yu),中(zhong)國(guo)最(zui)大(da)競(jing)爭(zheng)對(dui)手(shou)是(shi)日(ri)本(ben)。日(ri)本(ben)在(zai)硫(liu)化(hua)物(wu)類(lei)固(gu)態(tai)電(dian)解(jie)質(zhi)方(fang)麵(mian)的(de)研(yan)究(jiu)基(ji)礎(chu)雄(xiong)厚(hou),正(zheng)全(quan)力(li)應(ying)用(yong)於(yu)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)的(de)研(yan)發(fa)。中(zhong)國(guo)更(geng)著(zhe)眼(yan)於(yu)氧(yang)化(hua)物(wu)類(lei)固(gu)態(tai)電(dian)解(jie)質(zhi),並(bing)且(qie)已(yi)投(tou)產(chan)固(gu)態(tai)電(dian)池(chi)生(sheng)產(chan)線(xian)。研(yan)發(fa)方(fang)麵(mian)日(ri)本(ben)仍(reng)處(chu)於(yu)領(ling)先(xian),但(dan)產(chan)業(ye)化(hua)方(fang)麵(mian)中(zhong)國(guo)有(you)望(wang)趕(gan)超(chao)。盡(jin)管(guan)中(zhong)、日布局的固態電池采用不同的電解質,但誰能率先解決穩定性問題,誰就能迅速占領固態電池的市場。
業內專家普遍認為:新xin能neng源yuan汽qi車che轉zhuan向xiang固gu態tai電dian池chi隻zhi是shi可ke能neng的de一yi個ge方fang向xiang,目mu前qian被bei視shi為wei液ye態tai鋰li電dian池chi最zui有you可ke能neng的de替ti代dai者zhe。但dan是shi否fou能neng夠gou全quan麵mian轉zhuan向xiang固gu態tai電dian池chi,還hai取qu決jue於yu固gu態tai電dian池chi本ben身shen的de技ji術shu進jin步bu和he市shi場chang推tui廣guang。顯xian然ran,目mu前qian說shuo固gu態tai電dian池chi時shi代dai來lai臨lin還hai為wei時shi尚shang早zao,但dan其qi希xi望wang無wu疑yi在zai逐zhu漸jian增zeng大da。
中國汽車報
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