固態電池技術: 取代燃油車, 就靠它了?

提到新能源,總是繞不開續航里程和充電時間的話題,就像提到內燃機,總會提到馬力和扭矩,目前的動力電池主要分為三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池

固態電池技術: 取代燃油車, 就靠它了?

隨著電池原材料的限制,電池的能量密度已經達到了暫時的巔峰,很多主機廠只能透過改變電池的結構設計,來提升動力電池的容量

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從液態到固態

不管是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,都是由正極、隔膜、負極,再灌上電解液製造而成,其中液態電解液充當非活性介質,用來讓鋰離子在正負極之間移動,從而實現充放電的操作

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但是液態的電解液也存在一定的問題,比如單位能量密度難以提升,續航里程無法突破;電池安全無法保障,一旦出現洩露、短路、起火,液態的電解液會迅速燃燒,甚至產生爆炸

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所以就有人提出了固態電池技術。就是把液態的電解液換成固態的電解質,最大的特點就是可以提升能量密度、大幅提升充電時間,並且還非常地安全

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固態電池優勢明顯

以豐田釋出的固態電池技術為例,可以增加40%的質量能量密度和70%的體積能量密度,不管是同等重量還是同等體積,固態電池都能實現大幅提升

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最主要的原因就是在固態電池中,不再需要石墨充當負極,而是直接採用金屬鋰作為負極,不僅減輕了負極材料的用量,還能大幅提高電池的能力密度

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普通的三元鋰電池的能力密度達到300Wh/Kg已經算是非常高了,而全固態電池可以輕鬆突破400Wh/Kg,預估的最大潛力甚至可以達到900Wh/Kg

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國內蔚來汽車研發的固態電池,只能算是半固態電池,正負極之間依然有電解液,只是縮減了電解液的佔比

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但是能量密度依然達到了恐怖的360Wh/Kg,遠超市面上的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池

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充電時間大幅縮減

實際上,就算動力電池能量密度再提高一倍,很多車主還是會有里程焦慮,充電效率慢才是新能源最大的“心病”

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如果一輛新能源的續航為500Km,但是充一次電只需要10分鐘,基本上就和燃油車加油一樣,相信里程焦慮的問題就會不攻自破

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目前由於電池技術、充電樁普及的限制,經常出現“排隊2小時,充電1小時”的現象。即便是目前最先進的快充技術,也只能實現30分鐘充電80%的效率

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而固態電池從空電充至滿電,可能只需要幾分鐘,這一點也是固態電池最有競爭力的地方

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另外在迴圈壽命上,固態電池也有先天的優勢,由於不需要隔膜,也就不會出現鋰枝晶現象,不僅降低了風險,也大大提升了電池的使用壽命

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推廣普及有難度

固態電池雖好,但也面臨新技術的通用問題,就是在研發應用初期的成本非常高,目前還無法實現大規模應用

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即便是未來技術突破,大機率也是會先用在手機、電腦上,如果真的大規模應用到汽車上,對於燃油車來說將是“滅頂之災”

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畢竟一輛續航里程不錯,充電時間極短,使用壽命超長,又非常安全的電動車,絕對有可能完全取代傳統的燃油車