目前來看,鋰離子主要分為兩大類,一類是使用隔膜與液態(tài)電解質(zhì)的液態(tài)電池,一類是是使用固態(tài)電解質(zhì)的固態(tài)電池。
液態(tài)電池在經(jīng)過幾代產(chǎn)品的更替后,已經(jīng)趨向極限能量密度,在續(xù)航里程上已經(jīng)不會有太大改變, 而且產(chǎn)業(yè)鏈很完整,已經(jīng)實現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用與商業(yè)化。固態(tài)電池相較于液態(tài)電池來說,商業(yè)化還有一段距離,但是無論是安全性能還是續(xù)航里程上,都是液態(tài)鋰電池?zé)o法比擬的。 正因為如此,不管是整車廠商,還是電池企業(yè),甚至是一些“外行”企業(yè)紛紛開始研發(fā)固態(tài)電池。群雄爭霸,千億市場大戰(zhàn)在即。
蔚來NIO Day
蔚來NIO Day發(fā)布了ET7以及一些核心技術(shù)。現(xiàn)場還發(fā)布了全新150kWh電池包。該電池包采用固態(tài)電池,其電芯密度達到 360Wh/kg,電池包能量密度提升了50%,150kWh電池包的使用將為蔚來ET7帶來超1000公里的續(xù)航,相比現(xiàn)行的液態(tài)電池,固態(tài)電池在安全性上有大幅度的提升,預(yù)計2022年第四季度交付。雖說未來使用的是含有少量隔膜與電解液的半固態(tài)電池,但是如果真的能夠達到承諾的1000km續(xù)航,對市場而言也是不小的沖擊。
豐田固態(tài)電池汽車2021年亮相
豐田的固態(tài)電池技術(shù)一直受到極高的關(guān)注,這項具備10分鐘充滿電的高效能電池技術(shù),預(yù)計將隨明年豐田e-TNGA平臺的量產(chǎn)純電動車一起首發(fā)。豐田計劃2021年公開搭載全固態(tài)電池的試制車,開始進行性能測試,目前研發(fā)的全固態(tài)電池車輛續(xù)航距離為500公里,相同條件下是搭載鋰離子電池車輛2倍以上。關(guān)于固態(tài)電池未來的規(guī)劃,豐田內(nèi)部人士此前透露,希望在2025年前將固態(tài)電池量產(chǎn)。目前最大的問題在于解決成本問題,未來成本需要低于100美元/kWh才能與燃油車抗衡,豐田會通過與松下成立的合資企業(yè)泰星來推動固態(tài)電池業(yè)務(wù)的發(fā)展。
QuantumScape固態(tài)鋰金屬電池已達成千次循環(huán)測試目標(biāo)
QuantumScape不久前宣布了正在測試的固態(tài)電池的另一項鼓舞人心的重要更新,由該公司在 Twitter 上披露的線索可知,QS 已經(jīng)完成了 1100 次循環(huán)測試。若以標(biāo)稱續(xù)航 300 英里(約 480 公里)的電池組為例,相當(dāng)于動力電池可在生命周期內(nèi)行駛 30 萬英里(約 48 萬公里)。若換成標(biāo)稱續(xù)航 500 英里(約 800 公里)的電池組,則相當(dāng)于可行駛 50 萬英里(約 80 萬公里)。據(jù)悉,QuantumScape 的鋰金屬電池采用了特殊的“陽極”設(shè)計。充電的時候,固態(tài)鋰金屬電池可從陰極提取鋰離子、然后沉積(電鍍)在陽極集電器上,在初始充電周期中形成一個“臨時陽極”。在放電的時候,陽極集電器又會在該過程中緩慢失去鋰,無需動用傳統(tǒng)鋰電池的碳或硅陽極。由于未在陽極上使用過量的鋰,QuantumScape 得以進一步提升了固態(tài)鋰金屬電池的能量密度。
百家爭鳴
贛鋒鋰業(yè)認為固態(tài)電池可以很好滿足未來新能源汽車的發(fā)展需求,他們目前和中科院寧波材料所合作,已經(jīng)在固態(tài)電池技術(shù)方面擁有了較長期和全面的技術(shù)積淀,尤其在固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化方面走在了行業(yè)前列。其研發(fā)的電池已經(jīng)通過了多家權(quán)威第三方的全面評測,已經(jīng)和車企進行應(yīng)用對接。另外,蘇州清陶、北京衛(wèi)藍新能源等公司在固態(tài)電池研發(fā)上也走在了世界前列。
日本企業(yè)也在固態(tài)電池領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力,包括日立造船、富士通、TDK以及豐田汽車(TM.US)、松下(PCRFY.US)等公司都在積極布局固態(tài)電池領(lǐng)域。尤其是松下公司,據(jù)媒體報道,豐田與松下在2020年已經(jīng)合作成立了一家合資企業(yè)—— Prime Planet Energy & Solutions,將開發(fā)和生產(chǎn)棱柱形鋰離子電池以及固態(tài)電池和“下一代”電池。此外,它還聯(lián)合比利時研究機構(gòu)IMEC開發(fā)出了體積能量密度為425h/L的固體電解質(zhì)鋰離子充電電池。
雖然目前全固態(tài)電池技術(shù)也還面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn),包括固態(tài)電池界面問題、高性能電池材料開發(fā)及工程化問題,還有尚未形成規(guī)模化的原材料和產(chǎn)業(yè)制造體系,以及量產(chǎn)成本高等。但相信在諸多新應(yīng)用的推動下,在各領(lǐng)域公司的研發(fā)努力下,固態(tài)電池的大規(guī)模普及也會很快到來。
參考資料:
斗車. 固態(tài)電池發(fā)布,蔚來ET7續(xù)航超1000km,能治好“續(xù)航焦慮癥”嗎?
cnBeta.QuantumScape固態(tài)鋰金屬電池已達成千次循環(huán)測試目標(biāo).
EV視界. 10分鐘充滿電!豐田固態(tài)電池技術(shù)將于2021年首次亮相.
TechSugar.聚焦下一代電池明星:全固態(tài)電池.
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/星屑)
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