固态电池终于量产? 能量密度是目前锂电池三倍

技术 发布于:2018-11-23 21:06:15

根据2018年国家新能源车补贴政策,动力电池能量密度在120Wh/kg以上才有机会拿满补贴,大于140Wh/kg的车型会增加补贴。不过就在近日,中国清陶(昆山)新能源发展有限公司表示,其已经在中国部署了第一条固态电池生产线,其产品能量密度已经超过400Wh/kg。

关于固态电池

现有的液态锂离子电池能量密度普遍仅有130-160Wh/kg,天花板在300Wh/kg左右。并且存在充电耗时长,安全性较低的劣势。而固态锂离子电池的能量密度则会高很多,全固态锂离子电池的能量密度最高潜力达900Wh/kg,并且结构更加安全,所以它一度被认为是理想的汽车电池。

固态电池要来了 能量密度是目前锂电池两倍

按照《中国制造2025》确定的技术目标,2020年锂电池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。要实现这一愿景,发展固态锂离子电池是一个相当稳妥的选择。

固态电池要来了 能量密度是目前锂电池两倍

对于固态电池,中国清陶新能源的负责人南策文表示,该公司已经投资了10亿人民币用于搭建固态电池生产线,生产线位于江苏昆山,年产能为100MWh,预计到2020年提升至700MWh。目前其固态电池能量密度已超400Wh/kg。

电池起火的“终结者”

近几年来,新能源车事故频发,其中大多数伤亡是由于碰撞后的起火燃烧。这和目前三元锂电池的液态电解质稳定性有关。据业内人士分析,电池起火的原因在于传统锂电池在大电流下工作有可能出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致短路;电解液为有机液体,在高温下会加剧发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向。

固态电池要来了 能量密度是目前锂电池两倍

而全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液,有望从根本上解决电池安全性问题,是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。即使对固态电池进行针刺、剪切、挤压、重物冲击等各种物理破坏均不会出现冒烟、起火、爆炸等事故,能够满足特殊应用场景的高安全需求。因此固态电池对安全性来说意义重大。

不仅仅中国在研发固态电池

丰田作为最早发展固态电池的车企,其2010年就推出硫化物固态电池, 按照丰田的计划,丰田将在2020年前半阶段实现全固态电池的商业应用,并在2030年前研发出拥有800km续航的固态电池车型。

固态电池要来了 能量密度是目前锂电池两倍

英国戴森通过收购美国Sakti3获取相关固态电池技术。Sakti3创办于2018年,号称研发出能量密度超1000Wh/kg的固态电池,2015年戴森将前期收购后,便有了大举进攻纯电车领域的行动。

固态电池要来了 能量密度是目前锂电池两倍

法国博洛雷集团从2011年就开始尝试固态电池在电动车领域的商业化,其自主研发的电动车Bluecar搭载了子公司Batscap生产的30kWh金属锂聚合物电池,目前大约有2900辆Bluecar投放到了巴黎汽车共享服务项目Autolib,这也是国际上第一个采用固态锂电池的电动汽车案例。

固态电池的两个发展方向

首先是锂离子电池的固态化,全球范围内量产固态电解质的企业还凤毛麟角,一定程度上制约了产业的发展进度。另一研发方向是金属固态电池,最常见的是锂硫电池。当电解质换成固体之后,锂电池体系由电极材料-电解液的固液界面,向电极材料-固态电解质的固固界面转化,目前此项技术业界都还在攻关中。

清陶此次虽实现了固态电池量产,但是要大规模应用于新能源汽车领域还需时日,尤其在固体电解质材料、界面性能优化、电极材料选择,以及成本、工艺等方面还有相当长的路要走。不过,相信在全球企业的共同努力下,固态电池技术肯定会日趋成熟,固态电池车也将很快走进千家万户。

(文:皆电 叶闯)

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叶闯

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