鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:855次 | 2020年06月11日
固態(tài)鋰離子電池技術(shù)有望搶占市場(chǎng)先機(jī)
固態(tài)鋰離子電池技術(shù)有望搶占市場(chǎng)先機(jī)。目前,固態(tài)電池領(lǐng)域市場(chǎng)參與者眾多,車企、電池公司、投資機(jī)構(gòu)、科研機(jī)構(gòu)等在資本、技術(shù)、人才三方面進(jìn)行博弈。隨著越來(lái)越多的公司加入,固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程不斷加速,固態(tài)電池商業(yè)化應(yīng)用進(jìn)程有望加速,率先布局相關(guān)技術(shù)的公司有望搶占市場(chǎng)先機(jī)。
固態(tài)鋰離子電池技術(shù)有望搶占市場(chǎng)先機(jī)
鋰離子電池最近一個(gè)時(shí)期仍將是動(dòng)力、消費(fèi)電子和中小規(guī)模儲(chǔ)能的最好選擇,高鎳/硅基體系是300Wh/kg電池體系的首選。然而,日、美、中三個(gè)重要電池生產(chǎn)國(guó)先后制訂了高能量密度池的研發(fā)目標(biāo),希望在2020年展示能量密度達(dá)到400~500Wh/kg的原型器件,并在2025~2030年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。各國(guó)為實(shí)現(xiàn)既定的高能量密度的目標(biāo),均在積極地進(jìn)行新型電池技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。
我國(guó)提前布局,部分公司已進(jìn)入固態(tài)鋰離子電池(半固態(tài)電池)中試階段,2025年前可能實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池量產(chǎn)。我國(guó)早在十年前已著手布局固態(tài)電池產(chǎn)業(yè),多家電池廠商固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)先,越來(lái)越多的公司參與固態(tài)電池研究。國(guó)內(nèi)車企聯(lián)合電池公司,新興電動(dòng)汽車制造商步伐較快,2025年前電動(dòng)汽車有望搭載固態(tài)電池。造車新勢(shì)力憑借自身強(qiáng)大的實(shí)力、多維度跨界與全方位創(chuàng)新嶄露頭角,大有領(lǐng)跑之態(tài)。
日韓公司抱團(tuán)研發(fā),豐田計(jì)劃2022年實(shí)現(xiàn)搭載固態(tài)電池的電動(dòng)汽車量產(chǎn)。由于意識(shí)到固態(tài)電池潛力巨大,日本很早就開(kāi)始進(jìn)行研發(fā),目前全球范圍內(nèi)日本公司的固態(tài)電池技術(shù)較為領(lǐng)先。韓國(guó)技術(shù)領(lǐng)先的三大電池公司也選擇聯(lián)合研發(fā)固態(tài)電池。可以看出,日韓無(wú)論是電池公司還是車企,在保有獨(dú)立研發(fā)團(tuán)隊(duì)的基礎(chǔ)上,在固態(tài)電池的研發(fā)方面大多采用“抱團(tuán)取暖”方式。
固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)
1、安全性能高:與傳統(tǒng)鋰離子電池相比,固態(tài)鋰離子電池不易發(fā)生短路,體系溫度相對(duì)較低,因此產(chǎn)品爆炸概率更低;
2、能量密度大:固態(tài)電解質(zhì)不僅有較好的電化學(xué)性能,還有較小體積、較優(yōu)異的穩(wěn)定性,因此可以裝更多的高電壓正極材料,使能量密度大大提高;
3、循環(huán)性能好:使用固態(tài)電解質(zhì)后,鋰離子電池在充放電過(guò)程中不會(huì)形成SEI膜(固體電解質(zhì)介面膜)和出現(xiàn)鋰枝晶現(xiàn)象,這樣大大提升了產(chǎn)品的循環(huán)性和使用壽命;
4、具備柔性優(yōu)勢(shì)::固態(tài)鋰離子電池可以制備成薄膜電池和柔性電池,相關(guān)于柔性液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池封裝更為容易、安全,未來(lái)可應(yīng)用于智能穿戴和可植入式醫(yī)療設(shè)備等;
5、更強(qiáng)的能量密度:固體電解液物理性能好,有效能夠抑制鋰單質(zhì)直徑生長(zhǎng)組成的短路故障情況,促使能夠采用理論容量更強(qiáng)的金屬電極,固態(tài)電解質(zhì)的工作電壓窗口更寬,能夠運(yùn)用電位更強(qiáng)的材料做正極而不吝焦慮電解質(zhì)溶液分化情況。
“里程焦慮”這一短板已成為新能源汽車進(jìn)一步推廣普及的重要障礙,而現(xiàn)有的鋰離子電池材料體系很快就要觸碰到能量密度的“天花板”。盡管國(guó)內(nèi)外車企和動(dòng)力鋰電池公司均看好固態(tài)電池,但業(yè)界對(duì)其最為樂(lè)觀的預(yù)計(jì)也要到2025年之后才能商業(yè)化應(yīng)用,而要技術(shù)完全成熟則可能要等到2030年以后。
固態(tài)電池的路還有點(diǎn)遠(yuǎn),關(guān)于新能源汽車及動(dòng)力鋰電池公司來(lái)說(shuō),尋找其他能更快商業(yè)化的鋰電新材料體系也非常必要。集高能量密度、高理論比容量、低成本及環(huán)境友好于一身的鋰硫電池便是備選項(xiàng)之一。但鋰硫電池頗受詬病的“穿梭效應(yīng)”一直讓其沒(méi)有走出實(shí)驗(yàn)室,應(yīng)用到新能源汽車領(lǐng)域。