固態(tài)電池汽車(chē)最近炒得火熱 千公里續航時(shí)代真的要來(lái)了嗎?

極客網(wǎng)·極客觀(guān)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(chēng),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(shí)現超1000公里續航,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(shí),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(shí)現硫化物全固態(tài)電池批量化生產(chǎn)。中國科學(xué)院院士、南開(kāi)大學(xué)副校長(cháng)陳軍近日表示,我國有望在1-2年內攻克600Wh/kg氧化物/聚合物復合電解質(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(chē)最大續航里程能夠達到1083公里。

Solid-State Batteries.jpg

仍然是半固態(tài)電池?

雖然捷報連連,但一些專(zhuān)家警告稱(chēng),當前所謂的全固態(tài)電池實(shí)際上是半固態(tài)電池。

市場(chǎng)普遍將鋰電池中電解液用量減少90%、上下可浮動(dòng)5%的電池視為半固態(tài)電池,現在廠(chǎng)商所說(shuō)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(zhuān)家也認為,當前所說(shuō)的固態(tài)電池取得成功,大多只是單一的點(diǎn)取得突破,要想改變整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈還遙遙無(wú)期。

比如,蔚來(lái)與北京衛藍新能源合作開(kāi)發(fā)的固態(tài)電池,實(shí)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)結合,是固態(tài)和液態(tài)的結合,不能算是全固態(tài)電池。如果是半固態(tài)電池,撞擊時(shí)可能被刺穿,真正的全固態(tài)電池撞擊時(shí)會(huì )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(mén)很棒的技術(shù),但要想進(jìn)入市場(chǎng)還需要很長(cháng)時(shí)間,就像鋰離電池技術(shù)一樣,鋰離子電池從實(shí)驗室走向市場(chǎng)也花了不少時(shí)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(jìn)展,不過(guò)很多專(zhuān)家對企業(yè)宣傳表示懷疑,認為它們太樂(lè )觀(guān)。目前似乎沒(méi)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(shí),主要從5個(gè)方面觀(guān)察,分別是安全、性能、壽命、成本、環(huán)境。按5個(gè)標準來(lái)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(wú)法與鋰離子電池競爭。

即使是性能,也要從三個(gè)緯度來(lái)衡量,分別是溫度性能、高度性能、沖擊振動(dòng)性能,當中沖擊振動(dòng)性能最值得擔憂(yōu)。新電池只有通過(guò)驗證才能大規模普及,現在的電池還無(wú)法通過(guò)驗證。

進(jìn)入生產(chǎn)進(jìn)程,廠(chǎng)商先要建設電池廠(chǎng),可能要花2年時(shí)間,然后又要投入半年時(shí)間生產(chǎn)原型電池,將電池交付給客戶(hù),讓客戶(hù)通過(guò)負載循環(huán),再正式投產(chǎn),尋找問(wèn)題,整個(gè)過(guò)程要解決的問(wèn)題很多,全部完成可能要7年甚至更長(cháng)時(shí)間,所以何時(shí)大規模普及固態(tài)電池仍沒(méi)有答案。

固態(tài)電池技術(shù)會(huì )不斷進(jìn)化

隨著(zhù)投入的增加,固態(tài)電池技術(shù)會(huì )不斷進(jìn)化。目前已經(jīng)出現多種固態(tài)電池,它們使用石墨、硅、鋰金屬等材料作為陽(yáng)極,陰極則使用NMC或者鎳(nickel-rich)材料。

和傳統鋰離子電池相比,固態(tài)電池有兩個(gè)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(yáng)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(méi)有使用鋰金屬電極。

專(zhuān)門(mén)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(kāi)始向固態(tài)電池邁進(jìn),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(zhuān)家并沒(méi)有那么樂(lè )觀(guān),他們認為工程驗證還需要時(shí)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(lái)10年就能達到,到時(shí)固態(tài)電池將會(huì )全面開(kāi)花。

不論怎樣,中國固態(tài)電池已經(jīng)占據領(lǐng)先位置。上汽智己L6已經(jīng)率先搭載行業(yè)首個(gè)量產(chǎn)上車(chē)的“超快充固態(tài)電池”,雖然它所宣稱(chēng)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(méi)有量產(chǎn)固態(tài)電池汽車(chē),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(shuō)固態(tài)電池汽車(chē),就算是半固態(tài)電池汽車(chē),豐田目前也沒(méi)有任何動(dòng)靜。(小刀)

極客網(wǎng)企業(yè)會(huì )員

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2024-04-16
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