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固態(tài)電池將取代鋰電池,真的嗎?其實(shí)固態(tài)電池還是鋰電池!

來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)    2019-03-27 10:43    點(diǎn)擊量:
最近時(shí)間媒體爭(zhēng)相播報(bào)固態(tài)電池將取代鋰電池,鋰電池要淘汰的消息。真是這樣嗎?其實(shí)固態(tài)電池只是下一代鋰電池。
 
這些報(bào)道源于各路車(chē)企,如:寶馬、本田、豐田和日產(chǎn)等傳出在2020年左右將推出固態(tài)電池汽車(chē)的消息。固態(tài)電池是怎么一回事呢?
 
 
固態(tài)電池
固態(tài)電池的工作原理與傳統(tǒng)鋰電池是一樣的。固態(tài)鋰電池的不同在于采用固態(tài)物質(zhì)(比如:聚合物和無(wú)機(jī)材料等)做電解質(zhì),而不是傳統(tǒng)鋰電池采用的液態(tài)電解質(zhì)。因?yàn)槭褂霉虘B(tài)電解質(zhì),被稱(chēng)為固態(tài)電池。
 
目前占據(jù)主流仍是液態(tài)鋰電池,但現(xiàn)有液態(tài)鋰電池的能量密度已經(jīng)達(dá)到瓶頸,未來(lái)將無(wú)法滿(mǎn)足技術(shù)提升的需求。而固態(tài)電池能量密度是液態(tài)鋰電池的二倍以上,更重要的是固態(tài)電池安全性高。
 
固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、不揮發(fā)、不漏液等優(yōu)點(diǎn),而且固態(tài)電池也不會(huì)出現(xiàn)鋰枝晶刺破隔膜導(dǎo)致短路的現(xiàn)象,克服了易燃易爆的問(wèn)題。因此,眾多公司都發(fā)力研究下一代固態(tài)鋰電池技術(shù)。
在路上行駛時(shí),我們不難發(fā)現(xiàn),路面上多了許多新能源汽車(chē),新能源汽車(chē)基本上是不太穩(wěn)定的,尤其是續(xù)航問(wèn)題,許多車(chē)主不選擇新能源汽車(chē),也是因?yàn)槔m(xù)航問(wèn)題,因?yàn)樾履茉雌?chē)的續(xù)航問(wèn)題,滿(mǎn)足不了更多車(chē)主的需求,不得不承認(rèn)的是新能源汽車(chē)的電池技術(shù)是新能源汽車(chē)的一大障礙,然而這些新能源技術(shù)又有了新的突破,讓續(xù)航一千公里不再是夢(mèng),這是新能源車(chē)主的福利!
 
 
新能源汽車(chē)上的國(guó)產(chǎn)電池一直是被研究的技術(shù),現(xiàn)在能實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的話,,可以讓整個(gè)新能源汽車(chē)都非常興奮,表達(dá)固態(tài)電池,也就意味著離新能源的普及更加接近了,而新能源的汽車(chē)技術(shù)也更上了一層樓,如今固態(tài)電池的生產(chǎn)線已經(jīng)在昆山正式生產(chǎn)。
 
 
新能源汽車(chē)能夠續(xù)航一千公里意味著我們要超過(guò)美國(guó)的新能源巨頭特斯拉,美國(guó)的新能源巨頭特斯拉續(xù)航也只能達(dá)到600公里,想必車(chē)主們都知道,他說(shuō)他的新能源技術(shù)是世界領(lǐng)先的,如今我國(guó)新能源技術(shù)有了新的突破,讓續(xù)航超過(guò)一千公里不再是夢(mèng),比美國(guó)的新能源巨頭特斯拉要高出了將近一倍的續(xù)航能力。
 
 
過(guò)來(lái)電池的續(xù)航能力比較強(qiáng),在安全性能上也比較有優(yōu)勢(shì),固態(tài)電池內(nèi)部并沒(méi)有易燃的電解液,固態(tài)電池采用了固態(tài)的電解質(zhì),讓在高溫情況下的固態(tài)電池更加安全,波導(dǎo)電池的能量密度是非常高的,而特斯拉使用的是液態(tài)電池,液態(tài)電池的能量密度可以達(dá)到280Wh/kg,而固態(tài)電池的能量密度超過(guò)了400Wh/kg。新能源汽車(chē)上的固態(tài)電池技術(shù)有了新的突破,讓我國(guó)的新能源汽車(chē)行業(yè)又有了新的發(fā)展方向,讓新能源汽車(chē)的續(xù)航能力達(dá)到一千公里,不再是夢(mèng),而這種新能源汽車(chē)會(huì)普及,新能源車(chē)主的福利來(lái)了!
而目前主流的三元鋰電池,單體能量密度在230Wh/kg左右,而當(dāng)前投入使用的最高能量密度的三元鋰電池,是特斯拉與松下聯(lián)合研發(fā)的21700電池,據(jù)說(shuō)其電池系統(tǒng)能量密度達(dá)280Wh/kg(存疑)。
 
 
單體21700電池
單體電池能量密度:僅單個(gè)電池的能量/質(zhì)量密度電池系統(tǒng)能量密度:包含組成電池包的支架、串并聯(lián)線等一個(gè)整體的電池包能量/質(zhì)量密度。因此,單體電池能量密度通常大于系統(tǒng)電池能量密度;通常所說(shuō)的電動(dòng)車(chē)動(dòng)力電池的能量密度都是系統(tǒng)能量密度。
 
 
大量單體圓柱電池組成的電池組
能量密度300Wh/kg基本就是液態(tài)電解質(zhì)電池的極限了,純電汽車(chē)的續(xù)航里程因此遲遲無(wú)法突破。
 
未來(lái)的電池的發(fā)展,除了暫時(shí)看不到希望的氫燃料電池,就只有固態(tài)電池能突破能量密度限制,同時(shí)離我們最近,也最接地氣。
 
所以固態(tài)電池是全球車(chē)企、電池企業(yè)追逐的熱點(diǎn),中、日、韓、美均有大公司、初創(chuàng)公司等進(jìn)入。
 
 
固態(tài)電池
而中國(guó)企業(yè)率先宣布量產(chǎn),雖然產(chǎn)量較小,僅年產(chǎn)10萬(wàn)kWh,只夠裝備1500輛電動(dòng)車(chē);但是證明了中國(guó)正在引領(lǐng)未來(lái),領(lǐng)導(dǎo)一個(gè)新的時(shí)代到來(lái)。
 
那么固態(tài)電池相比液態(tài)電池有什么優(yōu)點(diǎn)呢?
 
第一、安全性高,因?yàn)樗鼪](méi)有易燃燒有機(jī)溶劑電解液,采用固態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定耐高溫。
 
第二、能量密度高,因?yàn)閮牲c(diǎn),一是固態(tài)電解質(zhì)的密度是高于液態(tài),二是可以更加緊密的組合在一起,體積比能量也會(huì)高。
 
第三、正極材料選擇范圍寬,這樣可以使用提高比能量的材料。
 
 
電池
問(wèn)題也不是沒(méi)有,比如新材料的研發(fā)、當(dāng)前制造成本較高等。
 
相信清陶能源也是因?yàn)殡m然已經(jīng)突破固態(tài)電池量產(chǎn)技術(shù),但成本較高;所以產(chǎn)量較小,將優(yōu)先用于特殊裝備和高端數(shù)字產(chǎn)品。
 
 
固體電池點(diǎn)亮燈泡
或許大家還是沒(méi)理解固態(tài)電池對(duì)于新能源汽車(chē)的意義,下面就以國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車(chē)品牌比亞迪旗下的暢銷(xiāo)純電動(dòng)車(chē)-E5 450來(lái)舉例幫助大家理解。
 
 
比亞迪E5
目前e5 450搭載了比亞迪自主研發(fā)的三元鋰電池 ,電池系統(tǒng)能量密度為140.67Wh/kg,電池組容量60.48kWh,E5的三元鋰電池組重430kg左右;
 
工信部綜合工況續(xù)航400km,綜合工況下百公里能耗15.12kWh。
 
那么將E5的三元鋰電池?fù)Q成400Wh/kg的固態(tài)電池呢?
 
 
比亞迪E5凈車(chē)重1900kg
單體電池能量密度400Wh/kg,因?yàn)楣虘B(tài)電池更安全更穩(wěn)定,附加的電池輔助裝置會(huì)少很多;所以系統(tǒng)能量密度能有單體電池的70-80%之間,固態(tài)電池的系統(tǒng)能量密度大致為300Wh/kg。
 
同樣的重量,若使用固態(tài)電池,E5的電池容量可達(dá)300Wh/kg*430kg=129000Wh=129kWh。
 
綜合續(xù)航可達(dá),129/15.12=853公里。
 
若是再考慮固態(tài)電池的電量輸出能力,百公里能耗或許有望下降到12kWh,那么綜合續(xù)航超千里,也不是瞎話!

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