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眾所周知，電動汽車的核心部件是動力電池，如果徹底解決了安全和續(xù)航問題，傳統(tǒng)燃油車使命也就走到盡頭了，然而要走到這一步似乎并容易，就目前來看，雖然液態(tài)鋰電池的續(xù)航能力已經(jīng)接近理想狀態(tài)的1000公里，但仍然有很多棘手的問題無法得到完美解決。  比如溫度對液態(tài)鋰電池的影響就非常大，一般情況下，溫度越低鋰電池的活性就越低，最明顯的表現(xiàn)就是直接導(dǎo)致充放電效率大幅降低，而當(dāng)溫度低于-20℃時，鋰電池就會自動進(jìn)入休眠狀態(tài)，導(dǎo)致無法正常使用，而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因就是在低溫環(huán)境下，電解液的黏度增大，甚至凝固，導(dǎo)致電解液與負(fù)極、隔膜之間的相容性變差、電荷轉(zhuǎn)移阻抗（Rct）顯著增大，最終導(dǎo)電率下降，從而影響到使用效率。 雖然動力電池在極低溫環(huán)境下，可以用自動加熱的方法來解決低溫環(huán)境下不好啟動的難題，但仍然存在著續(xù)航縮水效率不高的情況。  液態(tài)鋰電池還有一個致命缺陷，那就是受到重創(chuàng)后容易發(fā)生自燃，尤其是三元鋰電池對熱失控管理要求非常嚴(yán)格。 為了解決液態(tài)鋰電池的安全性和受溫度的影響，這幾年各個動力電池廠家沒有少在這方面花心思，但發(fā)現(xiàn)液態(tài)鋰電池的發(fā)揮空間已經(jīng)越來越捉襟見肘了。所以最后大家都把希望放在了全固態(tài)電池身上，因?yàn)槿虘B(tài)電池具有以下幾個優(yōu)勢： 一、能量密度更高 從當(dāng)前各個廠家公布的相關(guān)數(shù)據(jù)來看，固態(tài)電池的能量密度第一階段普遍已經(jīng)達(dá)到了300Wh/kg-400Wh/kg，續(xù)航里程可以輕松突破1000公里以上。 二、壽命更長 根據(jù)網(wǎng)上公開資料顯示，固態(tài)電池的循環(huán)充電次數(shù)可超過10000次，是當(dāng)前液態(tài)鋰電池的3倍之多，具備一次投入終身使用的特點(diǎn)。 三、安全系數(shù)更高 固態(tài)電池相較于傳統(tǒng)鋰電池，最大的不同就是用固態(tài)電解質(zhì)取代了鋰離子電池的電解液和隔膜，具備不起火、不燃燒的特性。 四、性能發(fā)揮更好 固態(tài)電池相較于傳統(tǒng)鋰電池，受低溫和高溫環(huán)境影響較小，因此適應(yīng)場景也更加廣泛。 然而令人頭疼的是，固態(tài)電池雖好，但不得不面臨一個現(xiàn)實(shí)問題，那就是制造成本太高了，根據(jù)公開資料顯示，目前全固態(tài)電池的制造成本是鋰電池的4倍之多，如果按現(xiàn)在的全固態(tài)電池成本來裝一輛車，估計(jì)整車預(yù)算會超過100萬，這是一般用戶根本無法承受的。  不過，最近從中科大傳來一條振奮人心的消息，該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的新型固態(tài)電解質(zhì)，不僅具備很強(qiáng)的成本優(yōu)勢，而且綜合性能與目前最先進(jìn)的硫化物、氯化物固態(tài)電解質(zhì)相近。 6月27日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)的馬騁教授介紹了一種新型固態(tài)電解質(zhì)，這種電解質(zhì)不但在綜合性能和與當(dāng)前最先進(jìn)的硫化物、氯化物固態(tài)電解質(zhì)相近，而且成本還不到它們的4%。  馬教授說：當(dāng)前全固態(tài)鋰電池的固態(tài)電解質(zhì)至少需要同時具備三個條件：
但是，當(dāng)前的氧化物、硫化物、氯化物等固態(tài)電解質(zhì)都還無法同時滿足這三個條件。尤其是硫化物和大部分氯化物的成本十分高昂，至少需要在200美元每公斤。 而中科大研發(fā)的氯化鋯鋰的離子電導(dǎo)率卻遠(yuǎn)高于1毫西門子每厘米，達(dá)到了2.42毫西門子每厘米，更關(guān)鍵的是它的原材料成本僅為11.6美元每公斤。 該團(tuán)隊(duì)還稱，如果以水合氧氯化鋯、氯化鋰、氯化鋯進(jìn)行合成，氧氯化鋯鋰的成本還可以進(jìn)一步降低到約7美元每公斤，遠(yuǎn)低于目前最具成本優(yōu)勢的固態(tài)電解質(zhì)氯化鋯鋰的10.78美元每公斤。 與此同時，中科大研發(fā)的氯化鋯鋰電解質(zhì)的可變形性也很高，在300兆帕壓力下能達(dá)到94.2%致密，超過應(yīng)用所需水平的4.2%（250-350兆帕下90%以上致密）。  除了以上優(yōu)勢外，由氧氯化鋯鋰和高鎳三元正極組成的全固態(tài)電池還展示出了極為優(yōu)異的性能，在12分鐘快速充電的條件下，該電池仍然成功的在室溫穩(wěn)定循環(huán)2000圈以上。 因此，業(yè)界認(rèn)為中科大對氧氯化鋯鋰電解質(zhì)的發(fā)現(xiàn)，對全固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化具有重大意義。 寫在最后： 雖然美國QuantumScape公司、日產(chǎn)汽車、寶馬集團(tuán)均已官宣成功研發(fā)出全固態(tài)電池，但仍然苦于制造成本太高，而無法大量投產(chǎn)，雖然日產(chǎn)宣布第一代全固態(tài)電池將于2025年試產(chǎn)，于2028年裝車，但仍然要面臨制造成本的挑戰(zhàn)，這一次中科大的新發(fā)現(xiàn)，無疑又將是一次行業(yè)震動！ 特別申明：本文內(nèi)容由作者《大白話說科技》整理編輯，并首發(fā)于《今日頭條》，轉(zhuǎn)載請注明出處！ |
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