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固态电池,会是新能源汽车的下一个战场?

2021-03-05 浏览次数:1,618 次 原创

所周知,丰田在全固态电池的开发方面处于领先地位,拥有1000多项专利。然而,2021年蔚来与宁德时代宣布合作研发固态电池,并且宣布要在2022年实现商业化。那么固态电池有什么优点,会不会成为新能源汽车争夺的下一个战场呢。

各大厂商都在开发固态电池

一月,蔚来汽车宣布与宁德时代共同投资8亿元人民币,成立一家合资企业,开发一种全固态电池,一次充电可行驶1000公里。蔚来宣布,它将在2022年第四季度推出具有360Wh / kg的超高能量密度的全固态电池。他补充说,它将以150kWh的包装发布,并且可以替换和升级到现有车型。

通过这种方式,蔚来的ES8型号可以行驶850公里,而新的ET7声称可以行驶1000公里(基于NEDC)。但是,在2022年第一季度,将仅提供70 kWh和100 kWh的电池组。

由大众汽车公司和微软公司的比尔·盖茨(Bill Gates)资助,由美国斯坦福大学(Stanford University)成立的风险投资公司Quantum Scape也在2020年12月8日宣布了全固态电池技术的细节。每重量的能量密度为350 450Wh / kg,每体积的能量密度为1,000Wh。

丰田汽车表示,在全固态电池的研发过程中,由一种名为LGPS的新材料制成的全固态电池电流是锂离子电池的三倍。即使在-30摄氏度和100摄氏度下也可以进行稳定的充电和放电。固体电解质的优点是它可以在低于冰点的低温和沸腾的水位下使用。

在全固态电池的基本技术的实际使用中,诸如大规模生产之类的制造技术存在问题。其中之一是电池中固体电解质应占多少的问题。如果像电动汽车那样大容量且大输出,则需要制造其中集成有多个电池的模块。

在韩国,现代汽车公司还宣布在2020年开发固态电池,现代汽车集团正在以南洋研究所的电池高级开发团队为中心开发全固态电池。三星SDI是最活跃的电池制造商,将在2027年之后开始批量生产。

固态电池有什么优势?

由于科学界认为锂离子电池已经到达极限,固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池地位的电池。固态锂电池技术采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质,取代以往锂电池的电解液,大大提升锂电池的能量密度。

在固态离子学中,固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。固态电池一般功率密度较低,能量密度较高。由于固态电池的功率重量比较高,所以它是电动汽车很理想的电池 。

2020年固态电池技术研发有望取得突破性进展,在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂离子电池技术。

2030年,锂离子电池将不再是电动汽车电池主流,但其在某些电子原件领域仍有一席之地。

同时,即使对于全固态电池,充电/放电循环寿命也是重要的因素。电池工业的历史是由于未能满足充电/放电问题而使各种想法消失了。无论诸如能量密度的性能有多高,可以说尚不清楚是否未公开充电/放电循环寿命。

锂离子电池在体积,能量密度和价格方面都取得了很大进步,但是最近一直停滞不前。尤其是,由于火灾事故的频繁发生,有关安全的争议正在扩大。在电池电动汽车的销售猛增的情况下,汽车制造商迫切需要解决电池的质量,例如电池的安全性。其中,最值得期待的是全固态电池。

全固态电池具有与锂离子电池相同的工作原理,但是它们将电解质转换为电池组件中的固体,因此,由于温度变化和外部冲击而引起着火和爆炸的风险较低。另外,全固态电池不使用液体电解质,因此不需要用于防止电极短路的隔板。隔膜是绝缘体,由穿过锂离子的纤维材料制成。

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