什么是固態(tài)電池？ 固態(tài)電池能量密度是目前鋰電池三倍？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-08 16:25
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關(guān)于固態(tài)電池
現(xiàn)有的液態(tài)鋰離子電池能量密度普遍僅有130-160Wh/kg，天花板在300Wh/kg左右。并且存在充電耗時長，安全性較低的劣勢。而固態(tài)鋰離子電池的能量密度則會高很多，全固態(tài)鋰離子電池的能量密度最高潛力達900Wh/kg，并且結(jié)構(gòu)更加安全，所以它一度被認為是理想的汽車電池。
固態(tài)電池要來了 能量密度是目前鋰電池兩倍
按照《中國制造2025》確定的技術(shù)目標，2020年鋰電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達到400Wh/kg，2030年能量密度達到500Wh/kg。要實現(xiàn)這一愿景，發(fā)展固態(tài)鋰離子電池是一個相當(dāng)穩(wěn)妥的選擇。
固態(tài)電池要來了 能量密度是目前鋰電池兩倍
對于固態(tài)電池，中國清陶新能源的負責(zé)人南策文表示，該公司已經(jīng)投資了10億人民幣用于搭建固態(tài)電池生產(chǎn)線，生產(chǎn)線位于江蘇昆山，年產(chǎn)能為100MWh，預(yù)計到2020年提升至700MWh。目前其固態(tài)電池能量密度已超400Wh/kg。
電池起火的“終結(jié)者”
近幾年來，新能源車事故頻發(fā)，其中大多數(shù)傷亡是由于碰撞后的起火燃燒。這和目前三元鋰電池的液態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性有關(guān)。據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，電池起火的原因在于傳統(tǒng)鋰電池在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路；電解液為有機液體，在高溫下會加劇發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向。
固態(tài)電池要來了 能量密度是目前鋰電池兩倍
而全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機液態(tài)電解液，有望從根本上解決電池安全性問題，是電動汽車和規(guī)?；瘍δ芾硐氲幕瘜W(xué)電源。即使對固態(tài)電池進行針刺、剪切、擠壓、重物沖擊等各種物理破壞均不會出現(xiàn)冒煙、起火、爆炸等事故，能夠滿足特殊應(yīng)用場景的高安全需求。因此固態(tài)電池對安全性來說意義重大。
不僅僅中國在研發(fā)固態(tài)電池
豐田作為最早發(fā)展固態(tài)電池的車企，其2010年就推出硫化物固態(tài)電池， 按照豐田的計劃，豐田將在2020年前半階段實現(xiàn)全固態(tài)電池的商業(yè)應(yīng)用，并在2030年前研發(fā)出擁有800km續(xù)航的固態(tài)電池車型。
固態(tài)電池要來了 能量密度是目前鋰電池兩倍
英國戴森通過收購美國Sakti3獲取相關(guān)固態(tài)電池技術(shù)。Sakti3創(chuàng)辦于2018年，號稱研發(fā)出能量密度超1000Wh/kg的固態(tài)電池，2015年戴森將前期收購后，便有了大舉進攻純電車領(lǐng)域的行動。
固態(tài)電池要來了 能量密度是目前鋰電池兩倍
法國博洛雷集團從2011年就開始嘗試固態(tài)電池在電動車領(lǐng)域的商業(yè)化，其自主研發(fā)的電動車Bluecar搭載了子公司Batscap生產(chǎn)的30kWh金屬鋰聚合物電池，目前大約有2900輛Bluecar投放到了巴黎汽車共享服務(wù)項目Autolib，這也是國際上第一個采用固態(tài)鋰電池的電動汽車案例。
固態(tài)電池的兩個發(fā)展方向
首先是鋰離子電池的固態(tài)化，全球范圍內(nèi)量產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)的企業(yè)還鳳毛麟角，一定程度上制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進度。另一研發(fā)方向是金屬固態(tài)電池，最常見的是鋰硫電池。當(dāng)電解質(zhì)換成固體之后，鋰電池體系由電極材料－電解液的固液界面，向電極材料－固態(tài)電解質(zhì)的固固界面轉(zhuǎn)化，目前此項技術(shù)業(yè)界都還在攻關(guān)中。
清陶此次雖實現(xiàn)了固態(tài)電池量產(chǎn)，但是要大規(guī)模應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域還需時日，尤其在固體電解質(zhì)材料、界面性能優(yōu)化、電極材料選擇，以及成本、工藝等方面還有相當(dāng)長的路要走。不過，相信在全球企業(yè)的共同努力下，固態(tài)電池技術(shù)肯定會日趨成熟，固態(tài)電池車也將很快走進千家萬戶。
