固態(tài)電池向三元發(fā)起攻擊

固態(tài)電池之所以能被業(yè)界廣泛看好，是因?yàn)槠鋬?yōu)異的性能優(yōu)勢(shì)。作為在動(dòng)力電池領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，日本和中國(guó)都計(jì)劃到2030年將動(dòng)力電池電芯能量密度提升到500Wh／kg。而從理論上講，傳統(tǒng)的液態(tài)電解質(zhì)鋰電池極限能量密度不可能高于500Wh／kg，而全固態(tài)電池目前的能量密度已經(jīng)能夠達(dá)到400Wh／kg，預(yù)估最大潛力值可高達(dá)900Wh／Kg。

另外，除了能量密度的局限，當(dāng)前主流的三元鋰電池安全問(wèn)題也比較突出。“無(wú)論從化學(xué)結(jié)構(gòu)，還是從電池結(jié)構(gòu)來(lái)講，三元材料都非常容易發(fā)熱，有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。然而現(xiàn)階段，還沒(méi)有完善的解決辦法。”北京大學(xué)新能源材料與技術(shù)實(shí)驗(yàn)室主任其魯表示。而固態(tài)電池在安全方面的優(yōu)勢(shì)非常明顯，固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，搭載固態(tài)電池汽車(chē)的自燃概率會(huì)大大降低。

不過(guò)固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化推廣，也存在不少障礙。據(jù)了解，固體電解質(zhì)存在與電極間界面阻抗大，界面相容性較差，同時(shí)充放電過(guò)程中各材料的體積膨脹和收縮，導(dǎo)致界面容易分離等問(wèn)題。正如江蘇衛(wèi)藍(lán)執(zhí)行總監(jiān)向晉所說(shuō)，目前固態(tài)電池的主要問(wèn)題還是界面問(wèn)題。

L．E．K．（艾意凱）咨詢(xún)中國(guó)區(qū)合伙人，工業(yè)與高科技領(lǐng)域負(fù)責(zé)人滕勇也認(rèn)為，目前固態(tài)電池的發(fā)展仍面臨著低離子電導(dǎo)率和高界面阻抗的技術(shù)瓶頸，在突破之前尚無(wú)法替代三元鋰電池體系。

不過(guò)，滕勇的看法還是比較樂(lè)觀，認(rèn)為在兼顧能量密度和安全性能方面，固態(tài)電池技術(shù)優(yōu)勢(shì)非常顯著。他預(yù)計(jì)，固態(tài)電池將在2023－2025年之間開(kāi)始實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用，并于2025－2030年實(shí)現(xiàn)規(guī)模化量產(chǎn)。

而中國(guó)業(yè)內(nèi)研究資深人士史晨星認(rèn)為，固態(tài)電池等新型電池未來(lái)發(fā)展之路將經(jīng)以下階段：2020年前采用高鎳正極＋準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳負(fù)極實(shí)現(xiàn)300Wh／Kg，2025年前采用富鋰正極＋全固態(tài)電解質(zhì)＋硅碳／鋰金屬負(fù)極電池實(shí)現(xiàn)400Wh／Kg，2030年前燃料／鋰硫／空氣電池實(shí)現(xiàn)500Wh／Kg。

雖然固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程還有一段路程要走，三元電池也將長(zhǎng)期占據(jù)新能源汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的C位，不過(guò)戰(zhàn)斗已經(jīng)打響了，固態(tài)電池已經(jīng)向三元電池的陣地吹起了沖鋒號(hào)！