崭露头角的固态电池
发布时间:2019-09-02 14:00:00
关键词:动力电池 锂电池

崭露头角的固态电池


技术从来都是螺旋式上升,突破并非一朝一夕。

 

8月2日,大众集团首席执行官赫伯特·迪斯声称,大众集团将在欧洲建厂生产固态电池,并有望在2024-2025年间实现量产;而日前美国能源部直接财政拨款910万美元给通用汽车用于研发,并表明其中200万美元要与固态电池开发有关;8月22日,蔚来汽车与辉能科技战略合作协议,双方将共同打造采用辉能MAB固态电池包的样车。未来双方将围绕固态电池的生产等展开进一步的合作。

 

一系列迹象表明,国内外汽车厂商都开始对固态电池加大投入。其根本原因是锂电技术的部分局限性,固态电池的盈利前景巨大。

 

一、锂电的技术局限

 

中汽协数据显示,7月我国新能源乘用车销售6.7万辆,环比下降51.4%,同比下降9.4%。

 

我国新能源汽车销量7月份遇冷,表面上看是受政策补贴下滑影响,其实还是核心的锂离子电池技术局限,性价比还不够高,安全性受质疑,产品优势不够明显。

 

因此要想保住销量,在无补贴时代活得更好,锂离子电池必须降成本,实现高安全性、高能密度、轻重量等目标。

 

就目前情况看,正极材料已转向高镍三元发展;负极材料虽集中于石墨材料,但也向硅碳负极进行过渡。

 

不过正负极材料性能即使足够好,能量密度还是会止步于400Wh/kg,这是由正负极材料的理论容量所决定的。

 

相反,固态电池其碱金属电极能增加能量密度,还能延长使用寿命,同时固态电解质的传输效率高,不会发生过热爆炸,有充分的安全性。

 

二、安全性能为主

 

尽管今年7月销量遇冷,但总体来看新能源汽车销量依旧逐年增长。

 

新能源汽车发生安全事故,其中电池自燃占31%,这让潜在消费者顾虑重重,也影响新能源汽车发展进程的推进。

 

新能源汽车的安全性,牵动着市场消费者的心,很容易产生负面影响,毕竟没有人愿意拿生命去买车。

 

而选用固态电解质,将会有效降低电池自燃风险。

 

现在各国车企都在大力研发固态电池技术,某种程度上,就是试图用高安全性这个“护城河”,拦截竞争对手,占领更多市场。

 

三、固态电池发展路线

 

固态电池采用不可燃的固态电解质替换可燃性的有机液态电解质,将会大幅提升电池系统的安全性,同时能够更好适配高能量正负极并减轻系统重量,实现能量密度同步提升。可以说很好地弥补了锂离子电池的上述两大技术局限。

 

在各类新型电池体系中,固态电池是距离产业化最近的下一代技术,这已成为产业与科学界的共识。

 

固态电池的发展过程,本质上是减少液态电解液使用,从半固态到准固态,最终迈向无液体的全固态电池。

 

固态电池电导率高,机械强度高,能量密度高,但电极和电解质界面还存在研究难点,大规模产业化、降低成本等难题还有待攻克。但固态电池已经迈出产业化的步伐。

 

有利的一面是国内锂电池领域有对应的技术积累和产业资源,可协助实现小部分商业化的固态电池产品。不利的一面是成本和应用领域受限,对比传统锂电暂未形成足够的竞争优势。

 

四、固态电池应用

 

固态电池是锂电池技术发展的必然结果,在特定应用领域,完全可以替代现有锂电产品。

 

固态电池体积小,有望率先发挥安全与柔性优势,优先在成本敏感度小的微电池领域扩展,如RFID、植入式医疗设备、无线传感器等。

 

然后随着技术和产品成熟,固态锂电池成本降低,再加上高能密度和体容量小,可装载于行程较短的家用乘用车、公交车,作为动力电池使用。

 

最后大规模踏入电动车与储能市场,从高端品牌往下渗透,实现下游需求的全面爆发。

 

固态电池技术的突破,将会给包括新能源汽车在内的许多应用领域带来巨大收益,形成至少万亿级规模市场。

 

固态电池,才刚崭露头角,未来的路还需要时间磨练。


作者: 特约撰稿/左财富      稿件来源: 电池中国网
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