中國粉體網訊 新能源汽車作為代步工具,續航里程是人們比較關心的問題,而續航里程又與動力電池的能量密度密切相關。動力電池是新能源汽車的“心臟”,只有不斷提升電池能量密度才能保證續航里程,這是新能源汽車取代傳統燃油汽車的關鍵。
由于傳統液態動力電池,采用電解液作為離子傳輸介質,容易產生鋰枝晶刺破隔膜,引發燃燒甚至爆炸的危險。因此采用固態電解質的固態電池是一個更理想的選擇。不僅是出于安全考慮,更是在電池能量密度上取得了關鍵性的突破。
固態電池主要技術路線分為三類,聚合物材料生產工藝接近現有設備,氧化物導電率高于聚合物,但固固接觸不良,硫化物離子導電率最高,是全固態電池未來最可能的技術路線,但離子產品成本/價格非常高、空氣穩定性較差。
產業化進度方面,中日韓歐美共53家企業布局研發固態電池,其中9家專注硫化物固態電池。中國氧化物固態電池技術全球領先,龍頭臺灣輝能、江蘇清陶、北京衛藍、贛鋒鋰業已有產品商用;美國初創公司中Solid Power預計固態電池上市2021年,裝車時間2026年,QuantumScape主打1000Wh/L以上、380-500Wh/kg的高能量密度;日本舉全國之力,聯合豐田、松下等公司和高校發展硫化物固態電池,預計2025、2030硫化物全固態電池在日本動力電池市場的滲透率分別達50%、95%以上;韓國三星已經開發出60℃下1000多次循環的硫化物全固態電池。
固態電池會完全取代電解液和隔膜,但正負極活性材料還是保持原有材料體系,到全固態技術下可能電池制備工藝會有大的改進,但對充換電不會有大影響。當前固態電池在安全性、能量密度、工作溫度范圍、倍率性能、循環壽命等各類指標全方位優于當前液態電池,定位也是全方位取代鋰離子電池,只待成本降低。
目前會有不少公司生產固態電解質相關材料,主要是面向科研院所,至多是公斤級的制備,像硫化物領域我國有寧波鋒鋰硫化物固態電極材料銷售。伊諾凱和凱亞達是在經銷硫化物材料,氧化物現在是科晶在經銷鋰鑭鋯氧以及磷酸鈦鋁鋰的材料,聚合物包括青島能源所崔光磊老師團隊,氧化物的郭向欣老師團隊有在做公斤級制備和銷售。現在其制備和銷售并沒有太多。正負極材料可以直接向現有的正負極材料生產商采購并做簡單處理后用于固態電池中,比如杉杉、當升、格林美、巴斯夫、住友、優美科,負極有貝特瑞、璞泰來、國軒高科、日立化成等,固態電池材料很多企業自己在做并有所購買,自己做的程度比較大。另外電芯等組件和現有鋰離子電池兼容可以外購。
參考資料:
價值投機者.固態電池:深度剖析.
(中國粉體網編輯整理/星屑)
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