電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
固態鋰電池的優點
①固態鋰電池的確具備非常多的優勢,因固態電解質具有不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液的性質,不會使車輛發生自燃事件,大大增強了安全性,的確是一種理想的電動車電池材料。
②由于采用了有機電解液的傳統鋰電池,在過度充電、內部短路等異常情況下容易導致電解液發熱,從而引發自燃甚至自爆的安全隱患。固態電池基于固態材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液等條件,安全系數較之鋰電池有著先天的優點。
③目前體系下的鋰電池已經接近極限性能,即便是特斯拉NCA18650電芯下的電池包,能量密度可以達到250瓦時/千克,使用于Model3的21700電芯能量密度達到300瓦時/千克,支繼續航里程400到500公里,也依然無法處理續航里程焦慮。
固態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模塊,進一步減輕電池模組的重量,達到節能的效果。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。
目前主流電動車普遍使用的三元鋰電池包,其實存在一定的缺陷,因為無論從化學結構是電池結構來說,三元鋰材料都非常容易發熱。倘若不能把壓力及時傳導出去,電池就有爆炸的風險,今年發生的數起電動車自燃事件,也大半有此緣故。
且就續航角度而言,三元鋰電池包的單體能量密度目前也面對瓶頸,很難有所沖破。倘若要提高能量密度,只能新增鎳的含量或者添加CA,但高鎳的熱穩定性很差,容易出現劇烈反應。因此,目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。
即使是非常擅長科技與技術研發的豐田也表示,固態電池在2030年才能實現量產,可見固態電池的研發還是存在部分難題。事實上,固態電池由于不要液體的浸潤,僅要固態電解質將正負極片隔開,那么金屬物質材料的選擇就變得非常關鍵。
而目前這項技術最大的挑戰也就在于,由于固態電解質電導率總體低于液態電解液,這導致了目前固態電池的倍率性能整體偏低,內阻較大,所以固態電池暫時無法滿足快充要求。如今,以松下、寧德時代為首的公司的三元鋰電池包研發技術已經是"爐火純青",即使是在短時間內將固態鋰電池研發出來,也難以實現量產。
畢竟,一項新的技術走向世界時,總是要公司擁有相應的產品量產量力,才能實現大面積的推廣與使用。
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