三元鋰電池能量密度接近極限，固態(tài)電池什么時候擔起重任？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-03-07 19:18
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目前純電動汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破，純電動車的續(xù)航里程就無法大幅提高，純電動汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持，缺乏市場動力。
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近日，中國科學院寧波材料技術與工程研究所宣布，由其牽頭承擔的納米先導專項“全固態(tài)電池”課題已通過驗收。這一技術進展將推動國內(nèi)全固態(tài)鋰電池的規(guī)模化應用。
業(yè)內(nèi)人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經(jīng)接近極限，很難再有大的突破。要想進一步提升三元鋰電池的能量密度，就需要進一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后，由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差，電池內(nèi)部的熱反應就會非常劇烈，安全問題令人擔憂。
依靠三元里電池技術路線，動力電池能量密度要做到350Wh／kg的目標，難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進一步提升電池能量密度。
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固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。其固態(tài)電解質不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，高溫下表現(xiàn)良好，安全性更高。固態(tài)電池會大大降低電動車自燃的概率。
越來越多的國內(nèi)外企業(yè)和研究機構將重心集中到了全固態(tài)鋰電池上。大眾曾宣布計劃研發(fā)續(xù)航1000km固態(tài)電池；豐田汽車預計2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)工作，并計劃于2030年實現(xiàn)量產(chǎn)。
電解質材料是全固態(tài)鋰電池技術的核心，目前固態(tài)電解質的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經(jīng)有商業(yè)化的應用案例；氧化物循環(huán)性能良好，適用于薄膜柔性結構；硫化物電導率最高，是未來主要方向。
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不過，固態(tài)電池仍然面臨一些技術難題。固態(tài)電解質具有高的電阻，在電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在技術挑戰(zhàn)。今年5月，豐田表示期望在2020年以后能制造出固態(tài)電池，但若要實現(xiàn)固態(tài)電池的量產(chǎn)，還需要等到2030年以后。
