鉅大鋰電 | 點(diǎn)擊量:0次 | 2020年03月20日
新能源汽車(chē)井噴式發(fā)展 固態(tài)電池前景廣闊
2018年的我國(guó)車(chē)市在持續(xù)上升28年后迎來(lái)首次同比下降,但是新能源汽車(chē)領(lǐng)域卻繼續(xù)保持高速上升勢(shì)頭,1-十二月新能源乘用車(chē)批發(fā)100.8萬(wàn)臺(tái),同比上升88.5%。據(jù)據(jù)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè),在2019年全年汽車(chē)銷(xiāo)量將與2018年持平,達(dá)到2810萬(wàn)輛左右,而新能源汽車(chē)預(yù)計(jì)銷(xiāo)量將達(dá)到160萬(wàn)輛左右,同比上升30%左右,我國(guó)成為名副其實(shí)的新能源汽車(chē)大國(guó)。
但是新能源汽車(chē)的發(fā)展毋庸置疑還收到了充電樁基礎(chǔ)設(shè)施及電池續(xù)航里程差等方面的制約。一方面,充電基礎(chǔ)設(shè)施不能滿(mǎn)足新能源汽車(chē)的發(fā)展,充電樁的城市布局和數(shù)量不合理,制約新能源汽車(chē)的發(fā)展。另外一方面,新能源汽車(chē)的快速發(fā)展關(guān)于動(dòng)力來(lái)源和續(xù)航里程有了進(jìn)一步的要求。由于動(dòng)力鋰電池的能量密度較低,而且快充能力受限,電動(dòng)汽車(chē)的續(xù)航里程和充電體驗(yàn)較燃油車(chē)仍有劣勢(shì),在當(dāng)前鋰離子電池體系下,依靠高鎳三元正極、硅碳負(fù)極和電解液的組合將在3-5年內(nèi)達(dá)到性能極限(能量密度上限350Wh/Kg),但仍無(wú)法徹底滿(mǎn)足動(dòng)力鋰電池對(duì)安全性、能量密度與成本的要求。而固態(tài)電池在安全性與能量密度方面具備更大的潛力,無(wú)論是學(xué)術(shù)界還是產(chǎn)業(yè)界及生產(chǎn)廠商都給予了關(guān)注,在新能源汽車(chē)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊,是有望替代目前鋰離子電池的下一代電池。
固態(tài)鋰離子電池的特點(diǎn)
固態(tài)鋰離子電池指電池電解質(zhì)部分采用固態(tài)材料的鋰二次電池。固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池不同在于固態(tài)電池以固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液、電解質(zhì)鹽、隔膜。
固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)一:安全性高,無(wú)自燃、爆炸風(fēng)險(xiǎn)。采用有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰離子電池,在過(guò)度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱,有自燃甚至爆炸的危險(xiǎn)。全固態(tài)鋰離子電池基于固態(tài)材料不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液?jiǎn)栴},且有望克服鋰枝晶現(xiàn)象。
固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)二:能量密度高,有望徹底解決電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍探箲]。一方面固態(tài)電解質(zhì)無(wú)需隔膜與電解液,這兩部分在傳統(tǒng)鋰離子電池中加起來(lái)占據(jù)近40%的體積和25%的質(zhì)量,另一方面由于沒(méi)有漏液、腐蝕等問(wèn)題,可以簡(jiǎn)化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊,進(jìn)一步減輕電池系統(tǒng)重量。此外,固態(tài)電池還具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、可快速充電等優(yōu)點(diǎn)。
固態(tài)電池在安全性、能量密度和循環(huán)壽命三方面均具備優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池的潛力,因此也被視為下一代電池技術(shù)。
固態(tài)電池在新能源汽車(chē)中的應(yīng)用任重而道遠(yuǎn)
按照電解質(zhì)材料的不同,固態(tài)電池可以分為聚合物、氧化物和硫化物三大體系。其中聚合物電解質(zhì)屬于有機(jī)電解質(zhì),氧化物和硫化物屬于無(wú)機(jī)陶瓷電解質(zhì)??傮w來(lái)說(shuō),聚合物電解質(zhì)技術(shù)最成熟,已經(jīng)率先實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn),但是理論能量密度不及其他兩類(lèi)電解質(zhì);氧化物電解質(zhì)性能優(yōu)于聚合物電解質(zhì),但薄膜型氧化物電池容量較小、只能應(yīng)用于消費(fèi)類(lèi)電子領(lǐng)域,非薄膜型氧化物電池技術(shù)相對(duì)還不夠成熟;硫化物電解質(zhì)理論上最適合于電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域,但是開(kāi)發(fā)難度最大。固態(tài)電池想要大規(guī)模使用(在電動(dòng)汽車(chē)上),在綜合成本、制備工藝、規(guī)模效應(yīng)降低成本方面還有很多的路要走。固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)從根本上還是取決于材料工藝層面的突破,目前有關(guān)固態(tài)電池的專(zhuān)利遠(yuǎn)超其它類(lèi)型電池的綜合。高能量密度全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,預(yù)計(jì)將耗時(shí)5-10年時(shí)間。部分先進(jìn)公司會(huì)在2020年小批量生產(chǎn)固態(tài)電池,而真正大面積量產(chǎn)預(yù)計(jì)會(huì)在2025年左右。