能量密度或超500Wh/kg 续航翻三倍后你还会焦虑吗?

技术 发布于:2020-08-31 10:30:17

日前,电哥从媒体处获悉,美国科研机构在研究锂离子电池充放电时发现了全新的非晶态锂,虽然 这种形态的金属极难制造,但是或许能够为制造出更新、更好、更强的锂电池指引了发展方向,因为这种结构能够贡献更强大的材料性能,或将有助于电池的重量能量密度将超过500Wh/kg,如果真能实现这一发展方向,那么纯电动车的续航能力就能够翻上三倍了,届时还会有续航焦虑吗。

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目前电池技术主流发展方向有哪些?

电池技术本身的发展,一直都是续航提升的主力军。最近数年,乘用车车载动力电池已经基本完成了磷酸铁锂电池向三元锂电池的过渡,无它,就是因为更高的能量密度,能够带来肉眼可见的续航提升。

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不管是NCM(镍钴锰)电池还是NCA(镍钴铝)电池,两种三元锂电池的能量密度相比磷酸铁锂电池都更具优势,并且随着“三元”不同的配比,能量密度还在持续发生着微妙的变化。

具体来看,就是根据镍、钴、锰亦或者是镍、钴、铝间不同的配比,求得更高的的能量密度。其中的原理也不复杂,那就是尽可能提高镍的比例就完事儿了。

固态电池的那些事

以NCM(镍钴锰)电池为例,根据三者含量的不同,常见的就有NCM523、NCM622、NCM811(数字代表镍钴锰的比例),目前已经有诸如广汽新能源Aion S、蔚来ES6等车型使用上了NCM811电池,在保持体积不变的前提下,电池能量密度也能获得显著的提升。

Aion S续航测试

广汽新能源Aion S

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蔚来ES6

由此可见,高镍三元锂电池已经成为了短期内提升能力密度逃不开的发展方向,通过镍元素含量的提升,三元正极材料的比容量逐渐升高,电芯的能量密度也会随之提高。例如特斯拉所使用的21700 NCA三元锂电池电芯的能量密度高达260Wh/kg,它的镍钴铝比例为8:1.5:0.5,毫无疑问,它属于“高镍电池”。

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只可惜,通过改变三元配比来提升锂电池的性能,成长空间注定有限,同时还承受着化学特性更加活泼的代价。有没有立足长远,更有发展前景的电池技术呢?当然是有的,这就是车载动力电池的终极目标,固态电池。

固态电池的那些事

固态锂电池,顾名思义就是由固态电解质代替隔膜和电解液。固态电池对于车载动力电池性能的提升是革命性的;形象的来说,使用固态电解质的固态电池相比传统锂电池,堪比固态硬盘对机械硬盘的性能提升。

固态电池的那些事

固态电解质带来的好处可是太多了,首当其冲的便是无需传统三元锂电池的石墨负极,直接使用金属锂来做负极,仅此一步,能量密度就能够获得巨幅的提升。其次,固态电解质也允许使用容量更大的正极材料,同样能够叠加提升能量密度,收益更加明显。

更重要的是,固态电解质拥有不可燃、无腐蚀、不漏液、不挥发等一大堆核心优势,以往纯电动车型中所担心的安全问题也将迎刃而解。

固态电池的那些事

解决了续航、安全问题的同时,更不用说固态电池还兼备小体积、寿命长、易回收等诸多优势。因此,在可见的未来,固态电池将作为车载动力电池、甚至是整个电池行业的发展方向。即便是研发难度巨大、成本高昂,在全行业的需求下,固态电池的未来仍然是明朗的。

此次新的非晶态锂的发现,或许将为电池技术的发展塑造全新的可能。

(图/文/摄:皆电 宗泽)

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宗泽

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