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高镍三元锂电池应该是最适合当下电动汽车要求的电池,如果它的安全性能够得到稳定保证。但若谈到未来,它也只能成为过去。
固态电池的技术储备
中国科学院物理研究所研究员陈立泉指出:“想要达到2020年及以后的动力电池能量密度发展要求,实现能量密度大于500Wh/kg的目标,现有的液体电解质电池体系恐怕无能为力。作为下一代面向500Wh/kg的电池技术路线,固态电池体系的研发已成为刚需。新能源汽车产业中长期发展需要新的技术储备,固态锂电池则有望成为下一代车用动力电池主导技术路线,它不只是未来二次电池的重要发展方向,也是当前的重要任务。”
液态锂电池触及安全和能量密度天花板,国内外众多电池企业探寻下一代动力电池的解决方案。至少现在,对比多项电池正负极材料和技术后,固态电池被视为最有希望突破锂电池瓶颈的电池。本次获诺奖的Goodenough先生是全固态电池的坚定支持者,多年来从事全固态电解质的研究。
为更好解决当前电动车电池所面临的各类问题,汽车产业中许多企业都把眼光了瞄向了下一代汽车电池技术。
尤其在今年,固态电池的声音格外响亮。国内造车新势力蔚来、爱驰与辉能签下固态电池样车开发协议,哪吒汽车与清陶达成合作。欧洲,宝马投资了美国电池公司Solid Power;大众投资QuantumScape,可能从2024或2025年开始批量生产;雷诺到2025年将使用钴含量为零的固态电池。
日本,丰田、松下等23家汽车、电池和材料企业及15家学术机构联合研发电动车全固态锂电池。韩国,LG化学、三星SDI和SKI联手开发固态电池、锂金属电池和锂硫电池。
从热失控的角度出发,固态电池相比现在的液态电池更为安全。固态电解质或混合电解质替代液态电解质,避免内部短路的产生,强化安全性。
目前电池企业开发的固态电池前面没有加“全”字。全固态电池受制于技术和成本,难以量产。因此类固态电池作为过渡产品,从解决电池安全入手,到实现规模效应,降低固态电池产业化的成本。
在《能量密度高,成本低……这是真实的固态电池吗?》一文中,NE时代记者通过采访和资料搜集等途径,尽力挖掘固态电池的真实样貌。我们了解到,固态电池相比液态锂电池最明显的优势是安全。但在电芯层面它的技术还没有成熟到打开能量密度大幅提升的大门。
到大家关心的产业化进展方面,国内固态电池企业普遍处于中试阶段,2023年至2025年是固态电池能够规模量产的起始时间段。
固态电池基本上是下一代电池技术储备中走得最靠前的动力电池。但它的未来存在一些不明朗的因素,需要一步步地攻克。
液态锂电池平衡术待练,固态电池技术不成熟,但我们对这些技术的突破又充满期待。三位锂电元老的诺奖正是诞生于希望与质疑同在的时刻。这份诺奖更像是对锂电池过往的认可,对未来的鼓励。
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