11月19日，第二屆鋰電池技術與產業(yè)發(fā)展論壇在昆山召開。在論壇開幕式上，清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司邀請參會嘉賓參觀了國內首條建成投產的固態(tài)鋰電池產線。據悉，這條生產線可日產1萬只固態(tài)電池，電池的能量密度可達400Wh以上，目前產品將主要投用于特種電源、高端數碼等領域，并預計將在2020年進入動力電池領域，為車企提供電池。此消息一出，幾乎是業(yè)界轟動。

 

動力電池對于電動車來說就如同“心臟”一般，并且價格也占據整車的半數以上，因此，電池技術對于新能源行業(yè)的發(fā)展至關重要，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。在未來，不僅僅是家用車，就連交通工具可能都要應用電力能源，屆時對電池的要求將會更高。因此，可塑性更高的固態(tài)電池就成為了許多企業(yè)努力的方向，包括豐田、寶馬、奔馳、大眾等國際知名車企，以及日本經濟省出資聯(lián)合的各大企業(yè)，都已開始著手布局這個領域。

 

 

在昆山清陶公司的這次產線展示中，人們看到了這一幕：僅有指甲蓋厚度的電池包在被剪刀剪斷后，不僅沒有爆炸，甚至還在正常供電。此外，即使將其彎折上萬次，電池容量衰減也沒有超過5%，并且針刺后電池進水沒有燃燒或爆炸。事實上，固態(tài)鋰電池的確具備非常多的優(yōu)點，因固態(tài)電解質具有不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液的性質，不會使車輛發(fā)生自燃事件，大大加強了安全性，的確是一種理想的電動車電池材料。

 

 

目前主流電動車普遍使用的三元鋰電池，其實存在一定的缺陷，因為無論從化學結構是電池結構來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。如果不能把壓力及時傳導出去，電池就有爆炸的風險，今年發(fā)生的數起電動車自燃事件，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，容易產生劇烈反應。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研發(fā)的豐田也表示，固態(tài)電池在2030年才能實現(xiàn)量產，可見固態(tài)電池的研發(fā)還是存在部分難題。事實上，固態(tài)電池由于不需要液體的浸潤，僅需要固態(tài)電解質將正負極片隔開，那么金屬物質材料的選擇就變得非常關鍵。而目前這項技術最大的挑戰(zhàn)也就在于，由于固態(tài)電解質電導率總體低于液態(tài)電解液，這導致了目前固態(tài)電池的倍率性能整體偏低，內阻較大，所以固態(tài)電池暫時無法滿足快充要求。不過，導電率與溫度關系非常大，因此溫度較高的狀態(tài)下工作，會使得電池更好地發(fā)揮性能。此外，電池的導電率要維持在正常的水平，電流過高過低都有可能引起其他問題。

 

如今，以松下、寧德時代為首的企業(yè)的三元鋰電池研發(fā)技術已經是“爐火純青”，即使是在短時間內將固態(tài)鋰電池研發(fā)出來，也難以實現(xiàn)量產。畢竟，一項新的技術走向世界時，總是需要企業(yè)擁有相應的產品量產能力，才能實現(xiàn)大面積的推廣與應用。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。這也是我們希望看到的，畢竟不懈鉆研，才是真正的科研精神。能量密度比指的是單位重量電池的容量。圓柱形單體按目前國內主流的18650 （1.75AH）來算，能量密度比可達215WH/Kg，方形單體按50AH來算能量密度比可達205WH/Kg。系統(tǒng)成組率18650在60%左右，方形在70%左右。（系統(tǒng)成組率可以想象在箱子里面放火腿，方火腿之間的縫隙更小所以系統(tǒng)成組率更高。）

 

 

這樣算下來18650電池組系統(tǒng)能量密度比約為129WH/Kg，方形電池組系統(tǒng)能量密度比約為143WH/Kg。在未來18650和方形單體能量密度比達到一樣的時候，成組率更高的方形鋰電池組將有更明顯的優(yōu)勢。

 

倍率性

充放電倍率=充放電電流/額定容量，倍率越高的電池所支持的充電速度越快。國內制造主流水平能量型電芯18650在1C左右，方形可達1.5-2C左右（需處理好熱管理），距離政策目標的3C都還有一些距離。但是方形制造工藝會越來越完善達到既定目標3C是完全有可能的。