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未來在日本和我國,誰將能成為固態(tài)鋰離子電池一哥

鉅大LARGE  |  點擊量:1170次  |  2020年07月15日  

未來在日本和我國,誰將能成為固態(tài)鋰離子電池一哥?進年來,很多國內(nèi)外公司和研究機構(gòu)的重心集中到固態(tài)鋰離子電池上。假如在相同能量下,用固態(tài)電解質(zhì)取代電解液和薄膜,固態(tài)鋰離子電池更薄且體積更小,更輕便。而且使用固態(tài)鋰離子電池后,能夠解決很多的新型高性能電極材料與現(xiàn)有的電解液體系之間兼容性的問題。目前,我國和日本在固態(tài)電池布局速度上處于領(lǐng)先地位,未來在日本和我國,誰將能成為一哥?


未來在日本和我國,誰將能成為固態(tài)鋰離子電池一哥?


據(jù)悉,日本鋰離子電池技術(shù)與評估中心財團從日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省那里獲得了1400萬美元的資金支持,最終目標是在2030年之前共同研發(fā)出一種能夠支持800公里續(xù)航里程的電池。


此前,固態(tài)鋰離子電池在成本、密度和熱穩(wěn)定性方面都較目前的鋰離子電池有巨大優(yōu)勢,未來將主應(yīng)用于長續(xù)航的電動汽車,將是汽車工業(yè)的新希望。固態(tài)鋰離子電池的專利有一半來自日本,其中豐田的全固態(tài)鋰離子電池專利申請件數(shù)位居世界之首。除此之外,日本在電解質(zhì)材料的開發(fā)等方面領(lǐng)先世界。


在固態(tài)鋰離子電池上游材料研發(fā)上,愛發(fā)科整理了鋰離子電池材料技術(shù)發(fā)展路線,聚焦在負極的鋰金屬材料和固態(tài)的電介質(zhì)材料開發(fā)。目前,鋰離子電池的負極材料重要還是石墨的,采用金屬鋰成膜的負極材料,整個電池容量將提高到10倍以上。在我國,電池廠商方面2017年八月比亞迪申請了一種固態(tài)鋰離子電池正極復合材料及固態(tài)鋰離子電池發(fā)明專利。


2018年一月,比亞迪在投資者互動平臺表示,公司正在積極推進固態(tài)電池項目商用。國軒高科早在去年的十一月對外表示,已著手研發(fā)固態(tài)鋰離子電池及固態(tài)電解質(zhì)。寧德時代在聚合物固態(tài)鋰金屬電池和硫化物基固態(tài)電池方向分別開展了相關(guān)的研發(fā)工作并取得了初步進展。今年三月,國軒高科在投資者互動平臺表示,公司半固態(tài)電池技術(shù)已處于實驗室向中試轉(zhuǎn)換階段。


有信息稱,青島“青能I號”固態(tài)鋰離子電池系統(tǒng)隨中科院深淵科考隊遠赴馬里亞納海溝執(zhí)行TS03航次科考任務(wù),為“萬泉”號深淵著陸器控制系統(tǒng)及CCD傳感器供應(yīng)能源,順利完成萬米全海深示范應(yīng)用。這標志著我國已經(jīng)完全突破海深電源技術(shù)瓶頸,掌握了全海深電源系統(tǒng)的核心技術(shù),并成為繼日本之后,世界上第二個成功應(yīng)用全海深鋰二次電池動力系統(tǒng)的國家。


使用固態(tài)鋰離子電池的“萬泉”號深淵著陸器累計完成9次下潛,深度均大于7000米,其中6次超過10000米,最大工作水深10901米,累計水下工作時間134小時,最大持續(xù)作業(yè)時間達20小時。據(jù)了解,大容量固態(tài)聚合物鋰離子電池“青能I號”的能量密度超過250瓦時/千克,500次循環(huán)容量保持80%以上,在多次針刺和擠壓等苛刻測試條件下保持非常好的安全性能。


固態(tài)鋰離子電池的好處與前景


與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,固態(tài)鋰離子電池具有安全性能高、循環(huán)壽命長、能量密度高、耐受溫度范圍大、可柔性化等優(yōu)點,可解決目前傳統(tǒng)鋰離子電池面對的安全性較差和續(xù)航里程短的問題,被認為是下一代鋰離子電池的選擇。


目前固態(tài)鋰離子電池溫度較低的時候,內(nèi)阻比較大;材料導電率不高,功率密度提升困難;制造大容量單體困難;大規(guī)模制造中的正負極成膜技術(shù)還需進一步研究等。有行業(yè)專家認為:真正意義上的固態(tài)鋰離子電池技術(shù)現(xiàn)在仍不成熟;其中,固態(tài)鋰離子電池的固態(tài)界面接觸性是重要的技術(shù)難點,即電解質(zhì)與電極之間形成高電阻界面,還存在技術(shù)不確定性,未來還要較長時間的科研攻關(guān)。


固態(tài)鋰離子電池作為鋰離子電池下一代的重要方向,從市場的角度來看,假如能夠量產(chǎn)使用將會很大程度上改變目前的電池市場格局;從應(yīng)用的角度來看,固態(tài)鋰離子電池結(jié)構(gòu)中沒有氣體和液體擁有高密度性、高安全性等無可比擬的優(yōu)勢。


在以上的數(shù)據(jù)分析比對,我們可以看出,日本國內(nèi)也非常重視固態(tài)鋰離子電池的發(fā)展,在固態(tài)鋰離子電池的相關(guān)專利以及材料研發(fā)投入確實領(lǐng)先于全球,但是我國也有明顯的優(yōu)勢,比如在國家政策支持發(fā)展力度上,以及公司的布局規(guī)模上都有別國無法比擬的優(yōu)勢。在未來到底誰將走在固態(tài)鋰離子電池領(lǐng)域的一哥前沿?還要時間和市場的檢驗才能給出明確的勝負答案。


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