固态电池:让人欢喜让人忧

储能世界网讯:固态电池被认为是液态电池的下一代技术,不过受当前技术水平的限制,距离规模化量产预计还需要5-10年时间。

本文来源:微信公众号 电池联盟 ID:zgcbcu 作者:子蕊

近年来,固态电池成为热门话题,蔚来、丰田、宁德时代、比亚迪等业内知名企业纷纷发布与固态电池有关的产品或专利,让人感觉到属于固态电池的时代就要到来了。但是,过度的宣传也让一些人认为是炒作,甚至有企业出于现实的考虑,完全放弃了固态电池。总之,固态电池给人的感觉就是——让人欢喜让人忧。

喜:龙头企业争相布局

去年12月,电池初创企业QuantumScape公布了其固态电池技术最新的性能测试数据,称与现在锂离子电池相比,其固态电池技术为电动汽车提供的续航里程将高出80%,并且可在15分钟充电80%,可以解决所有阻碍固态电池广泛应用的难题。

今年1月9日,蔚来汽车发布了能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池。搭载该电池包的蔚来ET7 轿车续航将超过1000km。蔚来汽车表示,该产品将于2022年第四季度上市,并且是选配产品。

上个月初,有报道称,丰田汽车将在今年推出一款颠覆性的固态电池,该电池可提供500公里续航,10分钟内就可以从空电充到满电,并且安全隐患极小。据官方介绍,固态电池有望成为使用水性电解质溶液的锂离子电池的可行替代品。

1月25日,小康股份在其旗下新能源车品牌赛力斯召开的电动车上市发布会上,推出续驶超千公里量产增程电动汽车,还表示今年固态电池将量产装车。

上周,还消息人士指出,美国造车新势力Rivian正在寻找开发固态电池的制造工程师。其官网招聘页面上显示,这些职位包括经理和高级经理、高级制造工程师和员工制造工程师。从中可以分析出,Rivian的下一代电动汽车或将使用固态电池。

除此之外,国家知识产权局日前公布了比亚迪最新的283项专利,其中包括两项固态电池方面的专利。

1月19日,宁德时代也公开了两项固态电池专利:一种是固态电解质的制备方法,一种是硫化物固态电解质片及其制备方法。

政策方面,多地都表示要加快固态电池技术方面的建设。

天津市工信局相关负责人介绍,“十四五”时期,该市将加快开发固态电池生产关键装机及配套工艺、高功率电极的制备工艺、低成本石墨烯材料生产工艺等。

2月25日,上海市人民政府发布《上海市加快新能源汽车产业发展实施计划(2021-2025年)》。《实施计划》提出了多项重点任务,其中提到加快动力电池技术突破,布局固态电池等新一代产品研发和产业化。

然而,目前来看,固态电池想要做到大规模生产还是件比较困难的事。原因是虽然当前全球电动汽车的数量正在持续增长,但是电池技术却没有突破性进展,锂电池依然是目前电子设备和电动汽车的首选电池。

忧:短期内难以实现量产

据了解,固态电池被认为是液态电池的下一代技术,在能量密度、安全性、成本等方面均优于锂电池。不过受当前技术水平的限制,距离规模化量产预计还需要5-10年时间。

因为用固态电解质代替隔膜和电解液,固态电池最大的优点是能量密度高,全固态锂离子电池的能量密度最高潜力达900Wh/kg。同时,因为没有电解液,固态电池被穿刺后,不易起火和爆炸,因此更加安全。

从技术上看,固态电池的技术路径是 “液态-半固态-准固态-全固态”。业内人士认为,完全没有电解液的全固态电池目前技术上还达不到,不过两年内将车用半固态电池(电解液含量在10%以下的电池形态被普遍定义为半固态电池)实现产业化是有可能实现的。

当前,业内公认固态电池研发的难点在于固态电解质材料的锂离子电导率偏低、金属锂反复充放电的循环性问题、制造成本偏高等。

因为无法判断固态电池技术的未来,近期有外媒报道称,车企Fisker创始人Henrik Fisker表示,已经放弃研发固态电池的计划,而在这之前,该公司已经研发固态电池多年。

Henrik Fisker表示:“固态电池是一种这样的技术,当你觉得你已经完成了90%,几乎达到目标时,然后你意识到剩下的10%比前面的90%困难得多。因此现在,我们完全放弃了固态电池,因为真的无法落地。”

Henrik Fisker还曾明确地表示:“我个人认为,从任何形式的量产来看,固态电池至少还需要7年。”业内认为,2025年固态电池将实现量产,突破500Wh/kg的能量密度瓶颈。除了上面提到的企业,国轩高科、赣锋锂业、辉能科技等也加入到争夺固态电池份额的“战场”,未来,我们看到的,不光是他们之间的较量,更是电池技术的不断完善!

 

原标题:固态电池:让人欢喜让人忧

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