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    什么才是取代锂电池的最佳新能源车用动力电池?

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        直到现在,人们对电动汽车的顾虑依然存在,主要体现在里程焦虑和安全焦虑。目前,电动汽车主要装载三元锂电池和磷酸铁锂电池,业界主流观点认为,锂电池的能量密度已经达到极限,热失控问题也很难从根源上解决。

        锂电池的工作原理并不难理解,其依靠锂离子在电池正负极之间的反复转移,来实现充放电。在此之中,由于液体电解质中含有易燃的有机溶剂,当系统发生短路时,电池就可能出现自燃甚至爆炸等失控情况。而且,液体对温度的变化天然敏感,电池的工作性能自然容易受气温影响。

        那么,我们换一种思路,电解质不是液体,换成固体行不行?

        优点多多的固态电池

        固态电池的第一大优点就是安全。理论上,电解质可以在固体上传导,此时也没必要设置电解液、隔膜,结构更加简化,能有效规避正负极接触导致的短路,并且无漏液、绝缘性好、无腐蚀性,安全性大大提升。当然,要实现起来,肯定不是直接更换电解液那么简单,固态电池依然需要正负极材料,其会根据化学特性重新匹配。

        固态电池的能量密度还更高。此外,由于固态电池没有隔膜和电解液,也节省了近40%的体积和25%左右的质量,从而能放入更多各类材质。根据专业人士的说法,同样选择锂作为介质,理论电池比能量有望达到500Wh/kg。

      什么才是取代锂电池的最佳新能源车用动力电池?

        固态电池还更不易衰减。对于传统锂电池,液体电解质在充放电过程中,界面膜、锂枝晶会刺穿隔膜,一旦换成固体电解质,就从根本上解决这些问题,从而大大提升使用寿命。还有,电解质是固体而非液体,使得电池包的形状不再受限,也能更好地抵抗温度变化。

        这么说起来,固态电池哪儿哪儿都好,干嘛不大力推广呢?

        固态电池现阶段还不实用

        电解质一旦从液体换成了固体,那么电解质和电极材料的接触便从“液—固接触”变为“固—固接触”。因为液体才能更充分地包裹固体,这就意味着,电极与电解质的有效接触面积变小,锂离子的传输效率变低。有研究表明,固体电解质的传导效率比液体电解质低10倍以上,这是决不能容忍的。

      什么才是取代锂电池的最佳新能源车用动力电池?

        你想想,有时候急踩油门,需要电池大功率输出,可此时电解质传导效率跟不上,容易出现供电不足。固态电池即便有这么多优点,也会被“一票否决”。当然,往长远看,固体电池电导率低的缺陷在技术上可以攻克。

        放眼业内,固态电池技术还处在研发阶段,没有形成成熟的产业链,产品造价高昂,工艺也有待改进,未满足大规模量产生产、商业普及的条件。

        固态电池前景可期

        如今,固体电池已经明确为传统锂电池的替代品、升级版,各国政府、各大车企也在积极布局。其中,丰田、松下等公司和日本数所大学联手开发硫化物固态电池,预计到2025年和2030年,硫化物固态电池在日本汽车市场的渗透率将分别达到50%和95%,丰田一家更是拥有一千多项固态电池相关专利,走在行业前列。

        近期,我国《新能源汽车产业发展规划》中明确固态电池为国家级战略研究方向,研发工作主要依托中科院,宁德时代、比亚迪等各大电池制造商也在积极跟进。另外,固态电池的商业前景非常可观。知名商业咨询公司SNE Researchd发布的研究报告指出,到2025年,全球固态电池市场规模有望达到60亿元,中国市场将占据半壁江山,2030年全球固态电池需求有望接近500GWh,成为未来电动汽车上的主流电池。

        就论当下,此前蔚来就打出过固态电池的噱头,根据蔚来的计划,容量达到150kWh的半固态电池将于2022年第三季度搭载在ET7车型上,帮助该车NEDC续航突破1000km。面对媒体的质疑,蔚来方面立马澄清是“半固态电池”,电池还是需要电解液和隔膜的。车叔相信,续航诱人、安全性让人放心的固态电池商业化推进速度会比我们想象中更快。

        车叔结语

        可以这么说,固态电池的技术路线完全正确,比氢燃料电池更具落地性。其中的技术障碍,绝不至于坚不可破,请给足科研人员时间。毕竟,固态电池的商业需求强烈,也受到了社会各界的认同和支持,近乎是“必成”的项目。车叔预计,在刚开始的推广阶段,固态电池成本偏高,导致整车售价偏高,也会有部分消费者买单,其市场比重会有一个爬坡的过程。来源:汽车点评AC

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