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固態電池 不只是更加安全

鉅大LARGE  |  點擊量:937次  |  2020年08月10日  

由于傳統鋰離子電池使用易燃燒、易高溫氧化分解的有機溶液作為電解液,因此其在電池出現內部短路、過度充放電等異常情況的時候,十分容易導致整車發生起火事故。在剛過去不久的8、九月份,國內外就發生了不下10起的新能源汽車自燃事件,其中不乏特斯拉、力帆、威馬等行業翹楚。


凡是可能會出錯的事情一定會出錯。一起又一起的自燃事件證明了無論BMS系統做的多么完善,傳統的液態鋰離子電池永遠無法防止起火事故。在此背景下,固態電池應運而生。


相較于當前的液態鋰離子電池而言,固態電池的最大不同點就在于使用了由聚合物、無機物等組成的電解質。這也就防止了液態鋰離子電池易燃燒、易腐蝕以及泄露污染的問題,大幅度的提高了電池組的安全性能。此外,固態電池具有較高的柔韌性,在發生形變乃至發生小面積損壞之后,電池依舊能夠正常工作,而不會出現安全性問題。


不僅僅更加安全,在能量密度方面,固態電池也有著當前三元鋰離子電池不可比擬的優勢。由于固態電池選用的是固態電解質,因此其在正負極材料的選擇上也更加自由,這樣電池的能量密度能夠取得突破性的進步。當前,固態電池的理論能量密度極限高達1000Wh/kg,這是三元鋰離子電池遠遠無法達到的水平。


僅靠安全系數以及能量密度的優勢,固態電池就能夠完全擊敗液態鋰離子電池。更不要說它在工作溫度范圍、回收方法以及循環壽命方面也有液態鋰離子電池不可比擬的優勢。


由于固態電池具備的諸多優點,國內外許多公司也紛紛在早些年間就開展了相關領域的研發與布局。在國內市場,寧德時代、贛鋒鋰業等公司都已經取得了不俗的進展;而在國外市場,豐田、寶馬以及三星等公司也都研制出了可以初步使用的固態電池,法國的Bollore更是早就將固態電池應用于自產的Bluecar電動汽車上,當前市場保有量在3000輛左右。更多國內外各公司固態電池的研發狀況如下表所示:


當然,就整體而言,固態電池的發展依舊停留在實驗室階段。從上表中,我們也可以初步的推斷出,第一批固態電池電動汽車的大潮至少要在2022年左右才會出現。而在到達2022年之前的這段時間里,固態電池必須解決包括充電速率稍慢、成本居高不下、電極與電解質界面等問題。


不過,值得高興的是,由于固態電池電動汽車在汽車結構、充電方式等方面較當前的電動汽車變化不大,因此其必然不會像早期的新能源汽車相同重新經歷消費者情緒的適應以及充電設備不配套的問題。這也就意味著,未來固態電池電動汽車的普及將會比現在新能源汽車的推廣迅速的多。


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