固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢？會替代三元鋰電池嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-07-01 16:40
點擊量：次
固態(tài)電池擁有兩個十分顯著的優(yōu)勢，一方面由于采用了有機電解液的傳統(tǒng)鋰電池，在過度充電、內部短路等異常情況下容易導致電解液發(fā)熱，從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件，安全系數較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢。
二來則是固態(tài)電池在最為關鍵的能量密度方面，有望徹底解決純電動汽車的里程焦慮。目前體系下的鋰離子電池已經接近極限性能，即便是特斯拉NCA 18650電芯下的電池組，能量密度可以達到250瓦時／千克，應用于Model 3的21700電芯能量密度達到300瓦時／千克，支持續(xù)航里程400到500公里，也仍然無法解決續(xù)航里程焦慮。
固態(tài)電池的電解質無需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問題，可以簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進一步減輕電池模組的重量，達到節(jié)能的效果。此外，全新的正負極材料配套可以使得電化學窗口達到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達到500瓦時／千克。
從目前來看，僅憑借鋰電池的技術研發(fā)，這一目標顯然已經無法實現(xiàn)。而為了保證動力電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進度給整個新能源汽車行業(yè)帶來了光明。因此，固態(tài)電池被廣泛認為是下一代動力電池正確的技術研發(fā)方向。
往往一種全新研發(fā)的材料從實驗室走向市場應用層面，一般需要十年左右的時間。而固態(tài)電池的正處于研發(fā)階段，想要實現(xiàn)產業(yè)化還需要耐心等待。雖然大家廣泛認為固態(tài)電池具有高安全性、高能量密度的優(yōu)勢，但也只是正向研發(fā)的猜測，只有當其量產產品展現(xiàn)出絕對的優(yōu)勢時，才能真正取代三元鋰電池。
其實，三元也好、鐵鋰也罷，就目前來說，適應整個市場最關鍵的還是客戶需求，主要讓用戶安心，我們放心?，F(xiàn)階段來說，磷酸鐵鋰電池可以滿足客戶要求，不燃燒、不起火、不爆炸，還有什么可以讓您拒絕的呢！現(xiàn)在所使用的鋰離子電池成本較高，技術也不成熟，所產的鋰離子電池存在不少安全隱患。”哈爾濱工業(yè)大學教授王振波表示。
據了解，近年來大型動力電池事故頻發(fā)，很大程度上是由于電池內部使用液態(tài)電解質。
“是否安全對鋰離子電池儲能來說非常關鍵。”清華大學材料學院副教授李亮亮強調，“目前市場上商用的鋰離子電池一般都采用有機液態(tài)電液，它的缺點是易燃燒，還可能滲漏液體，造成環(huán)境污染。”
兩個月前在韓國靈巖發(fā)生的鋰離子電池設備起火事件似乎印證了這一說法。
“目前選擇使用的液態(tài)有機電解液易燃易爆，用固態(tài)電解質代替液態(tài)電解液，是我們公認可以提升鋰電池安全性能最為有效的方法之一。”中國科學院青島生物能源與過程研究所副研究員董衫木表示。
固態(tài)電解質不易燃，還不會產生液態(tài)電解液，因此不帶腐蝕性，是解決電池安全性問題的有效方法，也符合未來電池發(fā)展的趨勢。
高安全性是儲能電池應用的基礎和前提，固態(tài)化是解決二次電池安全性的最佳途徑。固態(tài)鋰電池已進入全球加快布局和研發(fā)的階段，很多著名機構都在開發(fā)固態(tài)鋰電池。
目前，包括德國大眾、韓國三星、日本豐田和我國寧德時代在內的眾多電池和汽車廠商，都加大了固態(tài)電池研發(fā)投入，已有部分電池進入裝車測試階段。盡管前景可期，但由于技術和工藝上的種種問題，發(fā)展固態(tài)電池的道路絕非一帆風順。
