傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池不會是動力電池的技術(shù)終點、固態(tài)電池是后鋰電時代的必經(jīng)之路早已是行業(yè)共識。日本新能源產(chǎn)業(yè)的技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)——NEDO更是早在2008年就發(fā)布了電池研發(fā)路線圖,固態(tài)電池作為發(fā)展方向赫然在目。
(NEDO 2008年發(fā)布的全固態(tài)二次電池研發(fā)路線圖)
固態(tài)電池究竟什么時候能量產(chǎn),關(guān)系著新能源汽車何時才能真正意義上進入市場,因此固態(tài)電池發(fā)展的一舉一動始終牽動著行業(yè)神經(jīng)。
“煙霧彈”密布
6月24日,萬向A123公司和材料公司Ionic Materials正式對外宣布,全固態(tài)電池研發(fā)取得里程碑式進展,并稱“這種獨特的方法使得全固態(tài)電池有望在2022年推向市場”。
8月28日,贛鋒鋰業(yè)發(fā)布2019年半年度報告,表示第一代固態(tài)鋰電池研制品已通過多項第三方安全測試和多家客戶送樣測試,公司投資建設(shè)的年產(chǎn)億瓦時級第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線,計劃于2019年下半年建成投產(chǎn)。
這樣的描述,許多媒體將其解讀為量產(chǎn)在即。但事實上,在萬向的這篇新聞稿里并沒有提到關(guān)于“量產(chǎn)”的字眼,在向萬向方面求證時,對方僅表示這是萬向北美方面的項目,是否有具體產(chǎn)品并不清楚。而贛鋒鋰業(yè)方面,則能看到“中試生產(chǎn)線”這樣的描述,說明這僅僅是中試產(chǎn)品,并不是真正意義上的量產(chǎn)產(chǎn)品。業(yè)內(nèi)人士指出,電池從中試線到真正的量產(chǎn),至少需要3年時間,而且還伴隨著失敗的風(fēng)險。
過去五年來,關(guān)于固態(tài)電池技術(shù)突破的消息不絕于耳,但最終幾乎所有的結(jié)果都停留在試驗室階段,關(guān)于量產(chǎn)商業(yè)化卻始終沒有明確答案。
對于這些經(jīng)常出現(xiàn)的“煙霧彈”,一位業(yè)內(nèi)人士告訴第一電動,“不過是資本游戲罷了?!?/p>
那么究竟固態(tài)電池目前進展如何,距離量產(chǎn)到底還有多遠(yuǎn)呢?
固態(tài)電池的技術(shù)困境
目前固體電解質(zhì)根據(jù)材料不同,分為聚合物、氧化物和硫化物三種體系,但無論哪種體系都無法回避電導(dǎo)率這一評價標(biāo)準(zhǔn)。
電導(dǎo)率是用來描述物質(zhì)中電荷流動難易程度的參數(shù)。電池中,電解質(zhì)的功能在于電池充放電過程中為鋰離子在正負(fù)極之間搭建傳輸通道以實現(xiàn)電池內(nèi)部電流的導(dǎo)通,決定鋰離子運輸順暢情況的指標(biāo)被稱為離子電導(dǎo)率。
根據(jù)數(shù)據(jù)顯示,硫化物體系電導(dǎo)率最高,意味著該體系有最好的導(dǎo)鋰能力,但傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率為S/cm左右,比任意固態(tài)電解質(zhì)類型的離子電導(dǎo)率都要高。
除了低倍率,高阻抗也是固態(tài)電池在量產(chǎn)路上的一大攔路虎。
傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)與正、負(fù)極的接觸方式為液態(tài)與固態(tài)接觸,界面潤濕性良好,界面間不會產(chǎn)生大的阻抗,而固態(tài)電解質(zhì)與正負(fù)極之間以固態(tài)與固態(tài)界面的方式接觸,接觸面積小,與極片的接觸緊密性較差,界面阻抗較高?,F(xiàn)階段的大部分固態(tài)電池企業(yè)的產(chǎn)品仍需添加少量液態(tài)電解液以緩解電極界面問題、增加電導(dǎo)率,因此隔膜仍然存在與電池中以用來阻隔正負(fù)極,避免電池短路。
低離子電導(dǎo)率與高界面阻抗導(dǎo)致了固態(tài)電池的高內(nèi)阻,直接影響固態(tài)電池的能量密度與功率密度,使其難以達到理論數(shù)值。
三種體系的量產(chǎn)之路
法國Bollore公司算得上真正在電動車上實現(xiàn)固態(tài)電池商用化的企業(yè),它選擇的是聚合物電池體系。早在2011年底,Bolloré就開始利用自主開發(fā)的電動汽車“Bluecar”和電動巴士“Bluebus”在法國巴黎及其郊外提供汽車共享服務(wù)“Autolib”,幾年來已累計投入了約3000輛搭載30kWh固態(tài)聚合物電池+雙電層電容器為動力系統(tǒng)的電動車。但由于工作溫度范圍的限制、加熱器的存在導(dǎo)致能耗增加以及安全性等問題,該產(chǎn)品雖然給市場提供了參考與指導(dǎo),但并不具備商業(yè)價值。
雖然該體系技術(shù)相對成熟,成本低廉,是當(dāng)前量產(chǎn)能力最強固態(tài)電池,但在室溫下過低的離子電導(dǎo)率以及低容量正極使其能量密度能達到的上限值較低,因此在車規(guī)級動力電池層面上幾乎沒有商用化可能。
而擁有能與液態(tài)電解質(zhì)相媲美的離子電導(dǎo)率的硫化物體系,是最有希望應(yīng)用于車輛領(lǐng)域的固態(tài)電池體系。這個賽道上都是一些耳熟能詳?shù)拇笸婕?,其中以豐田的技術(shù)最為領(lǐng)先。
(硫化物體系主要研發(fā)企業(yè))
擁有最大的開發(fā)潛力,卻也伴隨著最大的開發(fā)難度,生產(chǎn)環(huán)境限制、安全問題以及界面問題是其最大阻礙,也是未來需要解決的重點。如此看來,量產(chǎn)商業(yè)化的腳步依然不會太快,就連豐田動力總成部門的總經(jīng)理Shinzuo">
(2014">
作為國內(nèi)動力行業(yè)的頭部企業(yè),寧德時代也表示會持續(xù)關(guān)注固態(tài)電池領(lǐng)域進展,并跟進相關(guān)技術(shù)動態(tài),但從目前技術(shù)進展看,固態(tài)電池距離商業(yè)化仍有較長距離。
最后來看看氧化物體系,它主要分為薄膜型與非薄膜型兩大類,非薄膜型產(chǎn)品憑借較高導(dǎo)電率、相對低的生產(chǎn)成本以及相對平衡的各項指標(biāo),已成為中國企業(yè)重點開發(fā)的方向,臺灣輝能與江蘇清陶都是此賽道的知名玩家。
輝能早在2014年變與手機廠商HTC合作生產(chǎn)了一款能給手機充電的手機保護皮套,采用了固態(tài)電池電源,同時,其產(chǎn)品在可穿戴設(shè)備等領(lǐng)域也有應(yīng)用。今年更是分別與天際和蔚來達成合作協(xié)議,有人猜測,這兩家車企的某一家或許會成為首家裝載固態(tài)電池的整車企業(yè)。
但許多業(yè)內(nèi)人士對此也有不同觀點,某車企電池部門經(jīng)理告訴第一電動,“固態(tài)電池的量產(chǎn)商業(yè)化不可能這么快。現(xiàn)在某些企業(yè)可能具備量產(chǎn)的技術(shù)條件,但能否滿足車規(guī)級要求,成本方面用戶是否愿意買單,都不好說。沒有市場的量產(chǎn),就變成了曲高和寡,沒有意義?!?/p>
另一位投資界人士也表示,“固態(tài)電池有商業(yè)化的前景,但商業(yè)化3年內(nèi)還看不到,想全面大批量投入生產(chǎn)和應(yīng)用,還需要很長的一段時間?!?/p>
- 蜜度索驥:以跨模態(tài)檢索技術(shù)助力“企宣”向上生長
- 長安汽車前瞻布局再深化:5年200億競速低空經(jīng)濟
- 日媒稱本田和日產(chǎn)將開始進行合并談判,應(yīng)對電動車競爭
- 比亞迪海豹獲評2024-2025日本年度風(fēng)云車“十大最佳車型”獎 中國品牌首次
- 11月我國汽車產(chǎn)銷同比增長11.1%和11.7% 新能源汽車銷量占比達45.6%
- 一定紅開啟電混越野新時代 最強泛越野坦克500 Hi4-Z預(yù)售價37.98萬元
- 蘿卜快跑宣布獲批香港首個自動駕駛牌照
- 鴻蒙智行尊界S800正式亮相,預(yù)計售價100-150萬開啟預(yù)訂
- 華為與江淮強強聯(lián)手,尊界S800在華為Mate品牌盛典正式亮相
- 尊界S800時代旗艦亮相華為Mate品牌盛典,鴻蒙智行“四界”陣容齊聚
- 智界新S7驚艷登場,售價22.98萬元起
免責(zé)聲明:本網(wǎng)站內(nèi)容主要來自原創(chuàng)、合作伙伴供稿和第三方自媒體作者投稿,凡在本網(wǎng)站出現(xiàn)的信息,均僅供參考。本網(wǎng)站將盡力確保所提供信息的準(zhǔn)確性及可靠性,但不保證有關(guān)資料的準(zhǔn)確性及可靠性,讀者在使用前請進一步核實,并對任何自主決定的行為負(fù)責(zé)。本網(wǎng)站對有關(guān)資料所引致的錯誤、不確或遺漏,概不負(fù)任何法律責(zé)任。任何單位或個人認(rèn)為本網(wǎng)站中的網(wǎng)頁或鏈接內(nèi)容可能涉嫌侵犯其知識產(chǎn)權(quán)或存在不實內(nèi)容時,應(yīng)及時向本網(wǎng)站提出書面權(quán)利通知或不實情況說明,并提供身份證明、權(quán)屬證明及詳細(xì)侵權(quán)或不實情況證明。本網(wǎng)站在收到上述法律文件后,將會依法盡快聯(lián)系相關(guān)文章源頭核實,溝通刪除相關(guān)內(nèi)容或斷開相關(guān)鏈接。