鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1445次 | 2021年05月25日
三元鋰離子電池的能量密度接近極限
目前純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒(méi)有大的突破,純電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程就無(wú)法大幅提高,純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展將智能依賴(lài)于政策支持,缺乏市場(chǎng)動(dòng)力。
近日,我國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所宣布,由其牽頭承擔(dān)的納米先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)全固態(tài)電池課題已通過(guò)驗(yàn)收。這一技術(shù)進(jìn)展將推動(dòng)國(guó)內(nèi)全固態(tài)鋰離子電池的規(guī)模化應(yīng)用。
業(yè)內(nèi)人士表示三元鋰離子電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限,很難再有大的突破。要想進(jìn)一步提升三元鋰離子電池的能量密度,就要進(jìn)一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后,由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差,電池內(nèi)部的熱反應(yīng)就會(huì)非常劇烈,安全問(wèn)題令人擔(dān)憂(yōu)。
依靠三元里電池技術(shù)路線(xiàn),動(dòng)力鋰電池能量密度要做到350Wh/kg的目標(biāo),難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進(jìn)一步提升電池能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,高溫下表現(xiàn)良好,安全性更高。固態(tài)電池會(huì)大大降低電動(dòng)汽車(chē)自燃的概率。
越來(lái)越多的國(guó)內(nèi)外公司和研究機(jī)構(gòu)將重心集中到了全固態(tài)鋰離子電池上。大眾曾宣布計(jì)劃研發(fā)續(xù)航1000km固態(tài)電池;豐田汽車(chē)預(yù)計(jì)2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)工作,并計(jì)劃于2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
電解質(zhì)材料是全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)的核心,目前固態(tài)電解質(zhì)的研究重要集中在三大類(lèi)材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好,已經(jīng)有商業(yè)化的應(yīng)用案例;氧化物循環(huán)性能良好,適用于薄月莫柔性結(jié)構(gòu);硫化物電導(dǎo)率最高,是未來(lái)重要方向。
不過(guò),固態(tài)電池仍然面對(duì)一些技術(shù)難題。固態(tài)電解質(zhì)具有高的電阻,在電導(dǎo)率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在技術(shù)挑戰(zhàn)。今年五月,豐田表示期望在2020年以后能制造出固態(tài)電池,但若要實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn),還要等到2030年以后。