固態(tài)鋰電池能否取代三元鋰電池組的地位呢？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-05 07:15
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近年來，隨著新能源汽車的發(fā)展，安全、可靠、耐用的電池成為大眾關(guān)注的核心部件之一。作為新能源車動力的三元鋰電池組，隨著時(shí)代的發(fā)展，已經(jīng)碰觸到了它硬件水平上的發(fā)展極限。繼三元鋰技術(shù)之后，固態(tài)鋰電池或?qū)⒊蔀樾碌男履茉窜噭恿υ础?/div>
固態(tài)鋰電池將取代三元鋰電池組的地位？
動力電池對于電動車來說就如同"心臟"一般，并且價(jià)格也占據(jù)整車的半數(shù)以上，因此，電池技術(shù)對于新能源行業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要，如果無法突破目前水性鋰電池電容量的"瓶頸"，整個行業(yè)很有可能陷入較為困頓的局面。
固態(tài)鋰電池的優(yōu)勢
①固態(tài)鋰電池的確具備非常多的優(yōu)點(diǎn)，因固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液的性質(zhì)，不會使車輛發(fā)生自燃事件，大大加強(qiáng)了安全性，的確是一種理想的電動車電池材料。
?、谟捎诓捎昧擞袡C(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱，從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件，安全系數(shù)較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢。
③目前體系下的鋰電池已經(jīng)接近極限性能，即便是特斯拉NCA18650電芯下的電池組，能量密度可以達(dá)到250瓦時(shí)／千克，應(yīng)用于Model3的21700電芯能量密度達(dá)到300瓦時(shí)／千克，支持續(xù)航里程400到500公里，也仍然無法解決續(xù)航里程焦慮。
固態(tài)電池的電解質(zhì)無需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問題，可以簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進(jìn)一步減輕電池模組的重量，達(dá)到節(jié)能的效果。此外，全新的正負(fù)極材料配套可以使得電化學(xué)窗口達(dá)到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達(dá)到500瓦時(shí)／千克。
目前主流電動車普遍使用的三元鋰電池組，其實(shí)存在一定的缺陷，因?yàn)闊o論從化學(xué)結(jié)構(gòu)是電池結(jié)構(gòu)來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。如果不能把壓力及時(shí)傳導(dǎo)出去，電池就有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，今年發(fā)生的數(shù)起電動車自燃事件，也大半有此緣故。
且就續(xù)航角度而言，三元鋰電池組的單體能量密度目前也面臨瓶頸，很難有所突破。如果要提高能量密度，只能增加鎳的含量或者添加CA，但高鎳的熱穩(wěn)定性很差，容易產(chǎn)生劇烈反應(yīng)。因此，目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。
即使是非常擅長科技與技術(shù)研發(fā)的豐田也表示，固態(tài)電池在2030年才能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，可見固態(tài)電池的研發(fā)還是存在部分難題。事實(shí)上，固態(tài)電池由于不需要液體的浸潤，僅需要固態(tài)電解質(zhì)將正負(fù)極片隔開，那么金屬物質(zhì)材料的選擇就變得非常關(guān)鍵。
而目前這項(xiàng)技術(shù)最大的挑戰(zhàn)也就在于，由于固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體低于液態(tài)電解液，這導(dǎo)致了目前固態(tài)電池的倍率性能整體偏低，內(nèi)阻較大，所以固態(tài)電池暫時(shí)無法滿足快充要求。如今，以松下、寧德時(shí)代為首的企業(yè)的三元鋰電池組研發(fā)技術(shù)已經(jīng)是"爐火純青"，即使是在短時(shí)間內(nèi)將固態(tài)鋰電池研發(fā)出來，也難以實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
畢竟，一項(xiàng)新的技術(shù)走向世界時(shí)，總是需要企業(yè)擁有相應(yīng)的產(chǎn)品量產(chǎn)能力，才能實(shí)現(xiàn)大面積的推廣與應(yīng)用。盡管目前的固態(tài)鋰電池還面臨著很多的問題，在能量密度上也暫時(shí)沒有太大的優(yōu)勢，但其的確擁有非常高的安全性，如果能研發(fā)出合適的金屬材料，或許整個動力電池行業(yè)，都將迎來新的突破。
從目前來看，僅憑借鋰電池的技術(shù)研發(fā)，這一目標(biāo)顯然已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)。而為了保證動力電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度給整個新能源汽車行業(yè)帶來了光明。因此，固態(tài)電池被廣泛認(rèn)為是下一代動力電池正確的技術(shù)研發(fā)方向。
