極客網(wǎng)·極客觀察4月16日 最近固態(tài)電池突然變得火爆,好消息不斷。
4月12日廣汽研究院發(fā)布消息稱,全固態(tài)電池能量密度達到400Wh/Kg以上,體積能量密度提升52%,質(zhì)量能量密度提升50%,可輕松實現(xiàn)超1000公里續(xù)航,全固態(tài)電池計劃2026年上市。
中國科學(xué)院青島能源也證實,硫化物軟包電池疊片技術(shù)取得關(guān)鍵性突破,力爭2026年實現(xiàn)硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)。中國科學(xué)院院士、南開大學(xué)副校長陳軍近日表示,我國有望在1-2年內(nèi)攻克600Wh/kg氧化物/聚合物復(fù)合電解質(zhì)固態(tài)電池研發(fā)。
上汽集團與清陶能源共同研發(fā)的固態(tài)電池,單體能量密度上達到368Wh/kg,搭載該電池的汽車最大續(xù)航里程能夠達到1083公里。
仍然是半固態(tài)電池?
雖然捷報連連,但一些專家警告稱,當前所謂的全固態(tài)電池實際上是半固態(tài)電池。
市場普遍將鋰電池中電解液用量減少90%、上下可浮動5%的電池視為半固態(tài)電池,現(xiàn)在廠商所說的固態(tài)電池,很多都是只能算是半固態(tài)電池。國外一些專家也認為,當前所說的固態(tài)電池取得成功,大多只是單一的點取得突破,要想改變整個產(chǎn)業(yè)鏈還遙遙無期。
比如,蔚來與北京衛(wèi)藍新能源合作開發(fā)的固態(tài)電池,實際上也只能算是半固態(tài)電池。它只是將NMC(鎳錳鈷)電芯與凝膠電解質(zhì)結(jié)合,是固態(tài)和液態(tài)的結(jié)合,不能算是全固態(tài)電池。如果是半固態(tài)電池,撞擊時可能被刺穿,真正的全固態(tài)電池撞擊時會破裂,二者有明顯不同。
Contemporary Amperex Technology前首席技術(shù)官、Galyen Energy公司所有者Bob Galyen認為:“固態(tài)電池技術(shù)是一門很棒的技術(shù),但要想進入市場還需要很長時間,就像鋰離電池技術(shù)一樣,鋰離子電池從實驗室走向市場也花了不少時間?!?/p>
除了中國企業(yè),最近大眾、 QuantumScape、豐田都談到了固態(tài)電池研發(fā)進展,不過很多專家對企業(yè)宣傳表示懷疑,認為它們太樂觀。目前似乎沒有哪家企業(yè)真正解決了工程和生產(chǎn)難題。
全固態(tài)電池標準很高
當我們衡量電池時,主要從5個方面觀察,分別是安全、性能、壽命、成本、環(huán)境。按5個標準來評估,大多固態(tài)電池至少有三條是不達標的。例如,壽命能達標的固態(tài)電池很少,成本更是無法與鋰離子電池競爭。
即使是性能,也要從三個緯度來衡量,分別是溫度性能、高度性能、沖擊振動性能,當中沖擊振動性能最值得擔(dān)憂。新電池只有通過驗證才能大規(guī)模普及,現(xiàn)在的電池還無法通過驗證。
進入生產(chǎn)進程,廠商先要建設(shè)電池廠,可能要花2年時間,然后又要投入半年時間生產(chǎn)原型電池,將電池交付給客戶,讓客戶通過負載循環(huán),再正式投產(chǎn),尋找問題,整個過程要解決的問題很多,全部完成可能要7年甚至更長時間,所以何時大規(guī)模普及固態(tài)電池仍沒有答案。
固態(tài)電池技術(shù)會不斷進化
隨著投入的增加,固態(tài)電池技術(shù)會不斷進化。目前已經(jīng)出現(xiàn)多種固態(tài)電池,它們使用石墨、硅、鋰金屬等材料作為陽極,陰極則使用NMC或者鎳(nickel-rich)材料。
和傳統(tǒng)鋰離子電池相比,固態(tài)電池有兩個明顯優(yōu)勢,首先就是采用鎳陰極可以減少鈷的用量,其次就是可以在陽極中使用鋰金屬。鈷相當稀有,而且昂貴,減少鈷用量十分重要。引入鋰金屬可以提升能量密度,增強安全性。因為容易起火,目前的液態(tài)鋰離子電池沒有使用鋰金屬電極。
專門研究電池的葡萄牙波爾圖大學(xué)教授Helena Braga認為:“我們之所以開始向固態(tài)電池邁進,主要是因為它可以使用鋰金屬?!彼钚藕芸祀姵鼐湍苡蒙箱嚱饘匐姌O,甚至有可能已經(jīng)準備就緒。
大多專家并沒有那么樂觀,他們認為工程驗證還需要時間。盡管如此,很多企業(yè)仍有希望讓產(chǎn)品達到5條評估標準,也許未來10年就能達到,到時固態(tài)電池將會全面開花。
不論怎樣,中國固態(tài)電池已經(jīng)占據(jù)領(lǐng)先位置。上汽智己L6已經(jīng)率先搭載行業(yè)首個量產(chǎn)上車的“超快充固態(tài)電池”,雖然它所宣稱的固態(tài)電池只能算是半固態(tài)電池,但仍然處在行業(yè)領(lǐng)先。
一直吹捧固態(tài)電池的豐田至今沒有量產(chǎn)固態(tài)電池汽車,如果一切順利,真正量產(chǎn)也要等到2027年,甚至有可能拖到2030年甚至更遠。別說固態(tài)電池汽車,就算是半固態(tài)電池汽車,豐田目前也沒有任何動靜。(小刀)
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