投稿|锂电池的技术路线里,藏着下一座金矿( 三 )


发生短路后 , 由于局部温度大幅上升导致点燃锂电池内部的液态电解液 。
即便现阶段采用添加阻燃剂 , 采用耐高温的薄膜的方法 , 但是电池的安全性问题仍旧没有得到有效解决 。
而固态锂电池是使用不可燃的固态电解质作为传导介质 。
最突出的优点便是安全性 , 并且降低了电池组对温度的敏感性 , 杜绝了析出导致的高低温问题引发的短路 。凭借良好的绝缘性有效地将正负极阻隔开来 。
收之东偶 , 失之桑榆 , 电解质依靠形态和材质解决了易燃的问题 , 也带来了导电率低和抗阻较高的困绕 。
不难理解 , 液态环境下 , 锂离子运动更为畅快 , 固态材质和正负极的接触不如液态材质紧密 , 快充性能不佳 。
好比一个瓶子里灌满了水 , 另一个瓶子里塞满了纸 , 前者瓶子的空隙显然比后者少 。
显而易见 , 电解质的替换不单单是液态固态的转换 , 除了安全性 , 还要实现更高能力密度的提升 。这时对材料性能有着更严格的要求 , 是对稳定性、导电率、成本、工艺等综合方面的考量 。
目前已经在使用或接近商用的固态电池的电解质有:聚合物、硫化物和氧化物三种 。
投稿|锂电池的技术路线里,藏着下一座金矿
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聚合物由于在4V以上电压工作下容易被电解 , 即便与正负极接触性较好但也难当大任 。
硫化物克服了固态电解液导电率不好的瓶颈 , 但是抗阻较高 。容易与空气、水等发生副反应 , 工艺上仍需要克服诸多挑战 。
氧化物性能在二者之中 , 凭借综合性能成为目前阶段是较为理想的材料 。
由于对技术理解、掌握、发展的不同 , 对技术路径的选择上颇有百家争鸣的味道 。
赣锋锂业、台湾辉能、清陶能源等纷纷布局氧化物固态电池技术路线 。
日韩企业多采用硫化物固态电解质技术路线;中国企业多以氧化物路线为主;欧美企业选择则呈多样化 , 如Solid Power主要走硫化物路线 , Quantum Scape则选择了氧化物路线 。
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02 打破能量密度瓶颈谈及性能方面 , 液态锂电池的表现也不尽如人意 。
随着新能源车的逐步渗透 , 在假期远程出行中开始扮演重要的角色 。然而 , 表现得结果却是很不给力 。今年十一长假的一则新闻很好地说明了问题 。
据央视财经报道 , 10月1日 , 一位从深圳回湖南的新能源车车主 , 在耒阳服务区给车充电时 , 花费了五个多小时的时间 。
“这四个小时里 , 我连洗手间都不敢上 , 因为怕被插队 。当时在排队的车有二十几辆 , 我算了 , 至少要排队三个小时以上 , 把我后面好多车都劝退了 。”
长期以来 , 续航和快充问题是液态锂电池美而尴尬的事实 , 如何提升续航和快充能力是进一步加快渗透率的症结所在 。
按照国家2020年10月发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》 , 2025我国纯电动汽车动力电池的能量密度年目标为400Wh/kg , 2030年目标为500Wh/kg 。

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