固態(tài)電池會取代鋰電池嗎?

11月19日，第二屆技能與產(chǎn)業(yè)發(fā)展論壇在昆山舉行。在論壇開幕式上，青島(昆山)電力發(fā)展有限公司邀請嘉賓觀看了國內(nèi)第一條固態(tài)池生產(chǎn)線的建成投產(chǎn)。據(jù)報(bào)道，該生產(chǎn)線每天可生產(chǎn)1萬個(gè)固態(tài)電池，電池的能量密度可達(dá)400Wh以上。目前產(chǎn)品將主要用于特種電源、高端數(shù)碼等品類，預(yù)計(jì)2020年進(jìn)入動力電池品類，為汽車企業(yè)提供電池。這一消息幾乎令整個(gè)行業(yè)不寒而栗。

 

關(guān)于電動汽車動力電池是像“心”一般,而且價(jià)格也占據(jù)了整個(gè)汽車的一半以上,因此,電池技術(shù)對新能源行業(yè)的發(fā)展是至關(guān)重要的,如果不能突破“瓶頸”水性鋰電池的電流容量,整個(gè)行業(yè)可能會落入相對困難的局面。未來，不僅是家用汽車，而且汽車可能都要使用電力，那時(shí)對電池的需求會更高。因此，更靈活的固態(tài)電池已經(jīng)成為許多企業(yè)的發(fā)展方向，包括豐田、寶馬、run、大眾等世界著名汽車公司，以及日本經(jīng)濟(jì)合作省都已經(jīng)開始布局這一領(lǐng)域。

 

在昆山青濤公司的生產(chǎn)線展示中，人們看到了這樣的場景:只有指甲厚度的電池組被剪斷后，不僅沒有爆炸，甚至正常供電。此外，即使你彎曲它成千上萬次，電池的容量下降不超過5%，電池注入水后也不會燃燒或爆炸。事實(shí)上，固體鋰電池確實(shí)有很多優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)楣腆w電解質(zhì)具有不易燃、不腐蝕、不蒸發(fā)、不泄漏的特性，不會使車輛自燃事件發(fā)生，大大提高了安全性，確實(shí)是電動車電池的理想數(shù)據(jù)。

 

 

 

現(xiàn)在主流電動汽車全用三元鋰電池，其實(shí)肯定有缺點(diǎn)，因?yàn)闊o論從化學(xué)結(jié)構(gòu)還是電池結(jié)構(gòu)來看，三元鋰數(shù)據(jù)都很容易被加熱。如果壓力不能及時(shí)轉(zhuǎn)移出去，電池就有爆炸的危險(xiǎn)，今年幾起電動車自燃事故，大多也有這個(gè)原因。而在電池壽命方面，三元鋰電池的單能量密度也面臨著難以突破的瓶頸。如果要提高能量密度，只能增加鎳的含量或加入CA，但高鎳的熱穩(wěn)定性很差，容易產(chǎn)生劇烈的反應(yīng)。因此，我們必須在電池容量和安全性之間做出選擇。

 

即使是非常擅長技術(shù)和技術(shù)開發(fā)的豐田也表示，固態(tài)電池要到2030年才能量產(chǎn)，這說明固態(tài)電池的開發(fā)仍然面臨一些困難。事實(shí)上，固態(tài)電池由于不需要液體的滲透，只需要固態(tài)電解質(zhì)來分隔正負(fù)極片，所以金屬材料的選擇就變得十分關(guān)鍵。然而，這項(xiàng)技術(shù)最大的挑戰(zhàn)在于固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率普遍低于液體電解質(zhì)，這導(dǎo)致了固體電池的低功率函數(shù)和高內(nèi)阻。因此，固體電池暫時(shí)不能滿足快速充電的要求。然而，電導(dǎo)率是高度依賴于溫度，所以在較高的溫度下運(yùn)行可以使電池更好地工作。此外，電池電導(dǎo)率應(yīng)保持在正常水平，電流過高或過低都可能造成其他問題。

 

如今，與松下、寧德時(shí)代領(lǐng)先的企業(yè)的三元鋰電池開發(fā)技術(shù)已是“頂峰”，即使在短時(shí)間內(nèi)開發(fā)出固體鋰電池，也難以完成量產(chǎn)。畢竟，當(dāng)一項(xiàng)新技能走向世界時(shí)，總是需要企業(yè)具備相應(yīng)的產(chǎn)品量產(chǎn)能力，才能完成大規(guī)模的實(shí)施和應(yīng)用。雖然現(xiàn)在的固態(tài)鋰電池仍然面臨很多問題，在能量密度上暫時(shí)也沒有太大的優(yōu)勢，但它確實(shí)有很高的安全性，假如能開發(fā)出合適的金屬材料，或者整個(gè)動力電池行業(yè)，將會迎來新的突破。這也是我們所期待看到的，不懈的學(xué)習(xí)，才是真正的研究能量。