鋰電池的下一代會是什么電池?
3c電池主要是鈷酸鋰?,F(xiàn)在續(xù)命手段是向高電壓做,成效明顯。就是廠商出于安全性考慮,雖然有技術(shù)儲備,實際應(yīng)用相對保守。
動力電池今年主流跑的大多是
正極是三元ncm333/523/622 負(fù)極是石墨
純電芯能量密度160–230wh/kg 做成pack后大約140-160wh/kg
正極嘛811不遠(yuǎn)啦,畢竟鈷價一年翻三倍,現(xiàn)在一噸九萬多美元可怕。
負(fù)極嘛現(xiàn)在業(yè)界認(rèn)為行之有效的主要是氧化亞硅/石墨復(fù)合,能做到氧化亞硅含量10%左右。純硅缺點(diǎn)太多,膨脹率300%。循環(huán)捉急,當(dāng)然氧化亞硅/石墨復(fù)合的粘結(jié)劑比較重要。
這兩個加一起可以把電芯能量密度提升50%就是到300wh/kg左右。時間節(jié)點(diǎn)大概在2020吧。那時候pack怎樣都有個220wh/kg。跑400公里的車電池包就只要200多公斤了。相較于最初的動力電池磷酸鐵鋰/石墨解決方案提升接近3倍。
全固態(tài)目前業(yè)界普遍看法不會在2025以前到來。問題很多,一個是接觸界面不穩(wěn)定,實驗室以扣式為主,做出疊片因為壓力不足,經(jīng)常發(fā)生固態(tài)電解質(zhì)與電極材料接觸不好,無法穩(wěn)定充放電。第二是金屬鋰片沒辦法切的很薄目前業(yè)界最領(lǐng)先大概能切個35-50微米左右,側(cè)面限制了應(yīng)用。
目前的科技看來。沒有任何一種其他儲能材料能完美替代鋰電池。鋰電池下一代估計還是鋰電。
金屬鋰負(fù)極已經(jīng)研究了三十多年,現(xiàn)在熱門的體系鋰硫、鋰空、全固態(tài)電池都是通過使用金屬鋰才能獲得高比能量,但是金屬鋰負(fù)極的枝晶問題這三十多年是沒有解決的,不知道有沒有可能解決,在我看來是停滯三十年沒什么實質(zhì)進(jìn)展的。
現(xiàn)在研究的鋰氧氣電池算上氧氣罐重量的話能量密度應(yīng)該是低于常規(guī)電池的,除非實現(xiàn)真正的空氣作為電極反應(yīng)物才是有意義的工作,也很難,因為氮?dú)庖埠弯嚪磻?yīng),空氣中能和鋰反應(yīng)的東西太多了。
硅的問題現(xiàn)在在一步步的走,添加量在一點(diǎn)點(diǎn)增加,可能是最接近量產(chǎn)(低硅含量的體系已有量產(chǎn))的一項吧。
其它的金屬元素(Na電池、Mg電池、Zn電池、Al電池)比能量沒有能夠超過鋰的,我想一定不會是下一代電池,為什么一定要研發(fā)一個理論上就比上一代產(chǎn)品性能要差的體系呢?
輔材上,石墨烯啊固態(tài)電解質(zhì)啊什么的,影響不大,頂多就是錦上添花(如果不是添亂的話,現(xiàn)在看石墨烯起到的負(fù)面效果的可能性還要大一點(diǎn)),算不上新一代吧。
至于更高倍率的電池如超級電容、贗電容這些,我不認(rèn)為能算下一代,因為只要肯降能量密度,總有辦法做到更高倍率的,比能量是一個熱力學(xué)的問題,比功率是個動力學(xué)的問題,熱力學(xué)的問題無疑更基礎(chǔ)一些,動力學(xué)的問題無論如何無法超出熱力學(xué)劃定的范圍。
所以差不多就這樣了,終點(diǎn)算成是金屬鋰配硅,大概比能量1000Wh/kg,現(xiàn)在是300Wh/kg,看中間怎么分、分幾代。
















