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該如何評價固態(tài)電池15分鐘充滿80%電量的電池技術(shù)?

固態(tài)電池一直是電池行業(yè)的熱門技術(shù)話題,最近有媒體資料報道說固態(tài)電池技術(shù)獲得突破,能在15分鐘的時間里給電池充電達(dá)到80%的電量,對于這樣的報道,我們該如何評價呢?

真正的全固態(tài)電池是怎么樣的呢?

固態(tài)電池理論上說是以金屬鋰或者鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì),無需液體電解液的電池,若實現(xiàn)量產(chǎn),目前市面上的液體鋰電池將失去競爭力,鋰電隔膜、電解液、后端設(shè)備需求量或?qū)⒋蟠鬁p少,相關(guān)企業(yè)的生存空間會被壓縮。但是目前固態(tài)電池本質(zhì)上還是半固態(tài)電池,其與固態(tài)電池的區(qū)別是:半固態(tài)電池的電解液含量在10%以下,而固態(tài)電池完全不含電解液。

要知道,鋰離子移動速度的快慢意味著充放電的快慢,現(xiàn)在的快充型鋰電池號稱20-30分鐘快充30%的電量到80%電量。如果是解決了鋰離子移動速度的全固態(tài)電池,那就是十分鐘內(nèi)能充滿,十分鐘內(nèi)又能放完,十分鐘內(nèi)又能充滿的節(jié)奏,速度那就是直接從烏龜?shù)酵米拥膶Ρ取?/p>

固態(tài)電池的優(yōu)勢怎么樣?

而且現(xiàn)在的鋰電池里面的電解液是可燃的,一旦泄露、揮發(fā)就容易造成電池起火?;舅械碾姵乜焖僮匀忌踔帘?,都是電解液在做“幕后英雄”。而固態(tài)電解質(zhì)是不易燃的,即便外殼破了,也不會泄露、揮發(fā),這個安全性就大幅提高了。

另一個優(yōu)點就是能量密度可以大幅提升了,因為高電壓的正負(fù)極材料怕和電解液溶解發(fā)生反應(yīng)而不敢用。目前針對鉆酸鋰的電解質(zhì)溶液可以充電到4.45V,三元材料可以充電到4.35V。如果繼續(xù)充到更高的電壓,液態(tài)電解液就會承受不住而被氧化,正極表面也會發(fā)生不可逆的相變。如果是同態(tài)電解質(zhì),那么就能用提高電池能量密度的高電壓正負(fù)極材料,比如可以提高到5V,使得整體能量密度顯著提升。

除開電壓提升,負(fù)極可以采用金屬鋰,正極采用硫化物或空氣,對應(yīng)鋰硫電池和鋰空電池,理論能量密度達(dá)到當(dāng)前鋰電池理論值(387wh/kg)的7-10倍。

另外因為國態(tài)電池內(nèi)部不含液體,可實現(xiàn)電芯內(nèi)部的多層設(shè)計,減少了電阻組裝殼體等用料,有效減少電池其它配件的配重。

所以,為什么固態(tài)電池號稱是鋰電池的終極形態(tài),就是因為真正的固態(tài)電池對比現(xiàn)在的鋰電池來說,優(yōu)勢太大了。

內(nèi)芯安全性高,不泄露不揮發(fā)不易燃

能超快速充放電,自放電大幅降低

極高的能量密度,理論值接近當(dāng)前液態(tài)電解質(zhì)鋰電池理論值的10倍

更易設(shè)計電池的大小和形狀,更能實現(xiàn)動力電池的定制化

固態(tài)電池商用情況

固態(tài)電池的量產(chǎn)時間比我們預(yù)期提前到來:大多數(shù)固態(tài)電池廠商2021年,第一代固態(tài)車用動力電池將量產(chǎn)(非全固態(tài));2024年,全固態(tài)車用動力電池也將量產(chǎn)。這一進(jìn)度明顯快于業(yè)界預(yù)期。此前,中國科學(xué)院院士歐陽明高預(yù)測,全固態(tài)電池估計在2025-2030年后才會實現(xiàn)商業(yè)化。中國動力電池創(chuàng)新聯(lián)盟預(yù)測,全固態(tài)電池預(yù)計2030年將實現(xiàn)商業(yè)化。

在實驗室做出固態(tài)電池容易,要大規(guī)模量產(chǎn),則還有漫長的路要走。固態(tài)電池量產(chǎn)必須經(jīng)過三個階段。

首先是4-6年的實驗室/樣品線階段,要實現(xiàn)單一性能突破。

其次是5-8年的產(chǎn)品商業(yè)化階段,要實現(xiàn)前述六大指標(biāo)。

再次是2-3年的中試線階段,要實現(xiàn)四大量產(chǎn)指標(biāo),包括工程能力、全線良率、產(chǎn)品一致性和壽命保證(電壓偏移率)。

最終所謂的量產(chǎn),起碼是GWh級的生產(chǎn)規(guī)模,成熟的產(chǎn)業(yè)鏈,包括高度自動化、高全線良率和供貨穩(wěn)定。

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