鉅大LARGE | 點擊量:1145次 | 2021年08月13日
固態(tài)鋰離子電池的出現(xiàn)有什么意義?
我們之前解析新車的時候曾討論過一個問題,就是目前新能源車續(xù)航能力是不是真的遭到掣肘,其實答案是顯然的,續(xù)航的多少并不是技術(shù)方面的差距,在電池容量沒有沖破的今朝,新增電池節(jié)數(shù)是提高續(xù)航的普遍做法。因此,并不是廠家做不到高續(xù)航,而是他們要依據(jù)市場需求和車型定位做出適宜自己的選擇。
但我們也了解,動力鋰電池關(guān)于電動汽車來說就如同“心臟”一般,并且價格也占據(jù)整車的半數(shù)以上,因此,電池技術(shù)關(guān)于新能源行業(yè)的發(fā)展至關(guān)緊要,假如無法沖破目前水性鋰離子電池電容量的“瓶頸”,整個行業(yè)很有可能陷入較為困頓的局面,畢竟新增電池節(jié)數(shù)的同時也是新增車輛自重,并不是長久之計。
在將來,不僅僅是家用車,就連交通工具可能都要使用電力能源,屆時對電池的要求將會更高。因此,可塑性更高的固態(tài)電池就成為了許多公司努力的方向,包括豐田、寶馬、奔馳、大眾等國際知名車企,以及日本經(jīng)濟省出資聯(lián)合的各大公司,都已開始著手布局這個范疇。
在去年本月召開的鋰離子電池技術(shù)論壇上,我們看到了這樣一幕:僅有指甲蓋厚度的電池組在被剪刀剪斷后,不僅沒有爆炸,甚至還在正常供電。此外,即使將其彎折上萬次,電池容量衰減也沒有超過5%,并且針刺后電池進水沒有燃燒或爆炸。事實上,固態(tài)鋰離子電池的確具備非常多的優(yōu)勢,因固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液的性質(zhì),不會使車輛發(fā)生自燃事件,大大增強了安全性,的確是一種理想的電動汽車電池材料。
目前主流電動汽車普遍使用的三元鋰離子電池,其實存在一定的缺陷,因為無論從化學(xué)結(jié)構(gòu)是電池結(jié)構(gòu)來說,三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。假如不能把壓力及時傳導(dǎo)出去,電池就有爆炸的風(fēng)險,今年發(fā)生的數(shù)起電動汽車自燃事件,也大半有此緣故。且就續(xù)航角度而言,三元鋰離子電池的單體能量密度目前也面對瓶頸,很難有所沖破。假如要提高能量密度,只能新增鎳的含量或者添加CA,但高鎳的熱穩(wěn)定性很差,容易萌生劇烈反應(yīng)。因此,目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。
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%
隨著全球知名公司和研究機構(gòu)的研公布局,預(yù)計2030年全球固態(tài)電池需求有望接近500GWh。參考SNEresearch的動力鋰電池出貨量預(yù)測,若固態(tài)電池能在2022年實現(xiàn)市場化并逐步提升滲透,到2025年固態(tài)電池在動力鋰電池中的市場空間約莫能達到60億元左右。
事實上,固態(tài)電池由于不要液體的浸潤,僅要固態(tài)電解質(zhì)將正負極片隔開,那么金屬物質(zhì)材料的選擇就變得非常關(guān)鍵。而目前這項技術(shù)最大的挑戰(zhàn)也就在于,由于固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體低于液態(tài)電解液,這導(dǎo)致了目前固態(tài)電池的倍率性能整體偏低,內(nèi)阻較大,所以固態(tài)電池暫時無法滿足快充要求。不過,導(dǎo)電率與溫度關(guān)系非常大,因此溫度較高的狀態(tài)下工作,會使得電池更好地發(fā)揮性能。此外,電池的導(dǎo)電率要維持在正常的水平,電流過高過低都有可能引起其他問題。
如今,以松下、寧德時代為首的公司的三元鋰離子電池研發(fā)技術(shù)已經(jīng)是“爐火純青”,而當前國內(nèi)其實已經(jīng)有上市公司布局固態(tài)電池相關(guān)業(yè)務(wù),包括:寧德時代、贛鋒鋰業(yè)、珈偉股份、江蘇清陶能源、輝能、中航鋰電、比亞迪、萬向、威馬汽車等。固態(tài)電池將來到底能否有沖破,我們不妨期望。