得電池者,得電動(dòng)汽車的“天下”。 電池定義了電動(dòng)汽車,誰能獲得能量密度高、充電速度快、價(jià)格便宜的電池,誰就能在電池技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)的大賽中拔得頭籌。 不僅僅是電池制造商如寧德時(shí)代、贛鋒鋰業(yè)、北京蔚藍(lán)、國軒高科等,就連汽車制造商如大眾、豐田、本田、寶馬、特斯拉等也加入了電池技術(shù)的賽道中,爭(zhēng)奪電動(dòng)汽車市場(chǎng)。 最有前途的電池技術(shù)之一是固態(tài)電池,但是寧王曾經(jīng)說過,第一款配備真正固態(tài)電池的電動(dòng)汽車不會(huì)在2025年之前問世,也不會(huì)在2030年之前量產(chǎn)。 安馳科技創(chuàng)始人徐曉明也曾經(jīng)表示,2030年之前很難見到純固態(tài)電池,即使看到真正的固態(tài)電池,也不是用于電動(dòng)汽車。 可見,固態(tài)電池的技術(shù)難度及量產(chǎn)的現(xiàn)實(shí)困難之大,但是目前主流市場(chǎng)上對(duì)磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池的研發(fā)已經(jīng)陷入瓶頸,前者受限于安全穩(wěn)定性,后者受限于能量密度。 新能源汽車需要更高能量密度、更高安全性的動(dòng)力電池,半固態(tài)電池作為固態(tài)電池發(fā)展的過度橫空出世了。 半固態(tài)電池由 Yet-Ming Chiang 博士在麻省理工學(xué)院的實(shí)驗(yàn)室發(fā)明,它不使用粘合劑,將電解質(zhì)與活性材料混合形成粘土狀漿液。獨(dú)特的漿料使電池的體積更小、重量更輕,同時(shí)制造過程更簡(jiǎn)單,因此成本更低。 總之,半固態(tài)電池更簡(jiǎn)單,更安全,性能更可靠。它能解決幾個(gè)重要的問題:提高能量密度、提高安全性、減輕重量及降低成本。 在行業(yè)發(fā)展的大趨勢(shì)下,眾多企業(yè)都在加速半固態(tài)電池在未來幾年的商業(yè)化進(jìn)程。在這場(chǎng)電池的爭(zhēng)奪賽中,國軒高科取得了非常亮眼的成績。 最近,國軒高科在第十一屆科技大會(huì)上推出了能量密度為360Wh/kg的半固態(tài)電池,對(duì)于搭載半固態(tài)電池的車型,電池組容量將達(dá)到160kWh,續(xù)航里程超過1000公里。 此外,公司在實(shí)驗(yàn)室另開發(fā)出了能量密度為400Wh/Kg的鎳鈷錳半固態(tài)電池原型樣品,通過技術(shù)創(chuàng)新,加速半固態(tài)電池的轉(zhuǎn)變。 今年年初,蔚來就發(fā)布了一款單電池能量密度達(dá)360Wh/kg,電池組容量為150kWh的半固態(tài)電池產(chǎn)品,搭載此電池組的車輛續(xù)航將超過1000公里,該電池預(yù)計(jì)將于今年年底或明年上半年開始量產(chǎn)。 同樣是半固態(tài)電池,贛鋒鋰業(yè)去年底小型量產(chǎn)了其第一代半固態(tài)電池并用于50輛東風(fēng)E70電動(dòng)汽車上,該款電池的能量密度與三元鋰電池大體相當(dāng),為260Wh/kg。贛鋒鋰業(yè)表示其第二代半固態(tài)電池的單體能量密度將達(dá)到360Wh/kg。 SES也于去年底公布了其半固態(tài)電池的研發(fā)成果,能量密度高達(dá)417Wh/kg,目前正在上海建設(shè)超級(jí)工廠,計(jì)劃于2023年產(chǎn)能1GWh。 從以上消息中不難看出,半固態(tài)電池的能量密度比目前主流市場(chǎng)具有較高能量密度的三元鋰電池高了大約100Wh/kg,搭載半固態(tài)電池的電動(dòng)汽車毫無疑問將獲得超長的續(xù)航能力。 從今年底到明年初不斷加速量產(chǎn)的情況來看,下一代電動(dòng)汽車的超長續(xù)航能力有望得到普及,這是一件可喜的事情。 但是有人可能會(huì)憂慮,高能量密度電池是否同樣具有高安全性?畢竟高能量密度與安全性的爭(zhēng)論一直都存在。 最近發(fā)表于學(xué)術(shù)期刊《Joule》上的一項(xiàng)研究給出了答案。 桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn),在許多情況下,含有少量液體電解質(zhì)的固態(tài)電池比鋰離子電池更安全,即半固態(tài)電池比含液體電解質(zhì)的鋰離子電池更安全。 他們分別研究了鋰離子電池、半固態(tài)電池及全固態(tài)電池在幾種可能發(fā)生的不利情況下,這三種電池由于故障而釋放的熱量。 他們發(fā)現(xiàn)在電池起火時(shí),半固態(tài)電池產(chǎn)生的熱量僅為鋰離子電池的五分之一,即半固態(tài)電池更安全;在反復(fù)充放電產(chǎn)生鋰枝晶導(dǎo)致電池短路時(shí),三種電池產(chǎn)生的熱量相似,取決于枝晶的含量。 因此, 盡管有行業(yè)專家認(rèn)為半固態(tài)電池可能是電動(dòng)汽車電池的終極路線,但是對(duì)于最近不斷有企業(yè)宣布布局全固態(tài)電池的消息來看,此結(jié)論還為時(shí)尚早,且拭目以待。 本文為科技酷探原創(chuàng),抄襲必究! |
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