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固态电池距离批量装车还有多远
2019-05-22 15:37  环球能源网    我要评论(0)

   不久前闭幕的2019上海车展上,固态电池再次成为众所瞩目的一大看点。期间,天际汽车与辉能科技就固态电池商业化合作在现场签约,这意味着天际汽车将可能成为国内首家产品装载固态电池的新能源整车企业。同时,近来屡屡发生的品牌电动汽车电池自燃事件,也让有望成为锂电池替代品的固态电池受到广泛关注。


  “固态电池是目前学术界的研究热点,也是产业界关注的焦点,它的安全性比起同电极体系的液态锂离子电池的安全性有明显提高,但在电动汽车上实际推广应用还需要时间。”亚洲固态离子学会主席、亚太材料科学院院士、中国科学院能量转换材料重点实验室副主任温兆银在接受记者采访时表示。


  新能源汽车动力存短板


  4月21日晚,上海某小区地下停车库内的一辆特斯拉Model S电动汽车突然自燃,并引燃停在其旁边的数辆汽车,录像中的事故现场让人触目惊心。距此不到24小时,西安的一辆蔚来ES8电动汽车自燃。4月24日,武汉的一辆比亚迪E5电动汽车也发生自燃。一系列自燃的发生,使人们将引发事故原因大多指向了动力电池。


  “现阶段新能源乘用车电池的材料体系主要为三元正极-液态电解质-石墨负极,采用磷酸铁锂正极的电池主要用在大巴、物流等专用车领域,从2018年车用电池数据来看,三元体系电池占比近60%。”复旦大学化学系教授、博士生导师傅正文在接受记者采访时介绍,固态电池材料中没有可燃的液态有机溶液,安全系数相对提高了很多。


  据介绍,目前应用最多的高能量密度电池主要是三元锂电池和磷酸铁锂电池,三元锂电池在200℃左右就会分解,并释放出氧分子,燃烧更加剧烈。尽管目前动力电池在电池模块和系统设计方面,已经采取了先进的电源管理技术、冷却技术、密封技术、散热技术等,基本满足了电动汽车对安全性的要求,但依然存在着热失控、过热、起火燃烧等危险。导致其燃烧的根本原因,是锂离子电池电解质属于可燃的有机溶液。


  解决新能源汽车的动力电池续驶里程和安全问题,自然成为重中之重。


  而全固态锂电池,是一种使用固体电极材料和固体电解质材料,不含有任何液体的锂电池,主要包括全固态锂离子电池和全固态金属锂电池,差别在于前者负极不含金属锂,后者负极为金属锂。在目前各种新型电池体系中,固态电池采用全新固态电解质取代当前有机电解液和隔膜,具有高安全性、高体积能量密度,同时与不同新型高比能电极体系(如锂硫体系、金属-空气体系等)具有广泛适配性,可进一步提升质量能量密度,在提高安全性的同时增加续驶能力,从而有望成为下一代动力电池的解决方案,因此引起中外众多研究机构、初创公司和一些车企的青睐,天际汽车就是其中之一。


  而且,动力电池是电动汽车最为核心的部件,其性能对于电动汽车的整体性能起着决定性的作用。在电动汽车飞速发展的时代,性能更为强大的电池无疑是各大车企和电池生产厂商永无止境的研发追求对象。前有国产电动汽车大户比亚迪弃用磷酸铁锂电池,转投三元锂电池怀抱,后有沃特玛技术路线错误,公司分崩离析,这正是由于磷酸铁锂电池在性能方面无法跟上电动汽车发展的步伐。在电动汽车高续驶里程刚需的推动下,能量密度潜力更高的三元锂电池取代曾经被广泛采用的磷酸铁锂电池成为了电动汽车发展中的必经历程。然而,技术的发展不可能一成不变,随着电动汽车领域持续性的扩张,以及日趋成熟,电动汽车对于电池能力密度的需求也在持续增加,固态电池逐渐成为众车企追求的新目标。


  固态电池有显著优势


  日前,一条“充电1分钟,续驶800公里”的消息吸引了业界的眼球,把人们的视线聚焦到了固态电池上。虽然这条由菲斯克公司所披露的消息仍然有很多值得商榷之处,但至少说明固态电池优势显著,有望成为新能源汽车动力电池发展新的方向。


责任编辑:杨虞波


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