目前來看,鋰離子主要分為兩大類,一類是使用隔膜與液態電解質的液態電池,一類是是使用固態電解質的固態電池。
液態電池在經過幾代產品的更替后,已經趨向極限能量密度,在續航里程上已經不會有太大改變, 而且產業鏈很完整,已經實現大規模應用與商業化。固態電池相較于液態電池來說,商業化還有一段距離,但是無論是安全性能還是續航里程上,都是液態鋰電池無法比擬的。 正因為如此,不管是整車廠商,還是電池企業,甚至是一些“外行”企業紛紛開始研發固態電池。群雄爭霸,千億市場大戰在即。
蔚來NIO Day
蔚來NIO Day發布了ET7以及一些核心技術。現場還發布了全新150kWh電池包。該電池包采用固態電池,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公里的續航,相比現行的液態電池,固態電池在安全性上有大幅度的提升,預計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電池,但是如果真的能夠達到承諾的1000km續航,對市場而言也是不小的沖擊。
豐田固態電池汽車2021年亮相
豐田的固態電池技術一直受到極高的關注,這項具備10分鐘充滿電的高效能電池技術,預計將隨明年豐田e-TNGA平臺的量產純電動車一起首發。豐田計劃2021年公開搭載全固態電池的試制車,開始進行性能測試,目前研發的全固態電池車輛續航距離為500公里,相同條件下是搭載鋰離子電池車輛2倍以上。關于固態電池未來的規劃,豐田內部人士此前透露,希望在2025年前將固態電池量產。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泰星來推動固態電池業務的發展。
QuantumScape固態鋰金屬電池已達成千次循環測試目標
QuantumScape不久前宣布了正在測試的固態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 已經完成了 1100 次循環測試。若以標稱續航 300 英里(約 480 公里)的電池組為例,相當于動力電池可在生命周期內行駛 30 萬英里(約 48 萬公里)。若換成標稱續航 500 英里(約 800 公里)的電池組,則相當于可行駛 50 萬英里(約 80 萬公里)。據悉,QuantumScape 的鋰金屬電池采用了特殊的“陽極”設計。充電的時候,固態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鋰金屬電池的能量密度。
百家爭鳴
贛鋒鋰業認為固態電池可以很好滿足未來新能源汽車的發展需求,他們目前和中科院寧波材料所合作,已經在固態電池技術方面擁有了較長期和全面的技術積淀,尤其在固態電池產業化方面走在了行業前列。其研發的電池已經通過了多家權威第三方的全面評測,已經和車企進行應用對接。另外,蘇州清陶、北京衛藍新能源等公司在固態電池研發上也走在了世界前列。
日本企業也在固態電池領域持續發力,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電池領域。尤其是松下公司,據媒體報道,豐田與松下在2020年已經合作成立了一家合資企業—— Prime Planet Energy & Solutions,將開發和生產棱柱形鋰離子電池以及固態電池和“下一代”電池。此外,它還聯合比利時研究機構IMEC開發出了體積能量密度為425h/L的固體電解質鋰離子充電電池。
雖然目前全固態電池技術也還面臨諸多技術挑戰,包括固態電池界面問題、高性能電池材料開發及工程化問題,還有尚未形成規模化的原材料和產業制造體系,以及量產成本高等。但相信在諸多新應用的推動下,在各領域公司的研發努力下,固態電池的大規模普及也會很快到來。
參考資料:
斗車. 固態電池發布,蔚來ET7續航超1000km,能治好“續航焦慮癥”嗎?
cnBeta.QuantumScape固態鋰金屬電池已達成千次循環測試目標.
EV視界. 10分鐘充滿電!豐田固態電池技術將于2021年首次亮相.
TechSugar.聚焦下一代電池明星:全固態電池.
(中國粉體網編輯整理/星屑)
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