固态电池是吹牛炒概念还是技术革命?
当前新能源领域最热也最有争议的话题之一,是固态电池技术革命。大量电池企业投入重金研发,资本市场表现火爆。但市场上有人认为固态电池只是吹牛,炒概念。
固态电池的出现,直击了传统电池的三大痛点:
1、里程焦虑
现在新能源车中用的最多是磷酸铁锂电池,能量密度一般在140-180Wh/kg,高镍三元电池一般是200-300Wh/kg。而全固态电池采用硅碳负极、高镍三元正极和硫化物电解质,能量密度突破500Wh/kg。
同等质量下,固态电池能量密度翻倍、带电量翻倍,续航里程不止翻倍,有望突破1000公里的续航天花板。
2、安全焦虑
固态电池去掉了液态电解液,换成了不易燃的固态电解质,大大降低电池起火爆炸的风险。固态电解质本身不是易燃物,可以在200℃极端环境下保持稳定,即使电池短路也燃烧不起来,从根本上断绝了燃烧的问题。
固态电解质主流路线有:硫化物、氧化物、卤化物路线,硫化物是当前重点。硫化物固态电解质是陶瓷材料,替代了液态电池中的隔膜,陶瓷更硬,它能有效抑制锂枝晶生长和穿透,为安全性添加了多一层保障。
3、低温掉电快的焦虑
北方车主最懂,冬天一到,有时候续航直接腰斩。这是因为传统液态电解质在低温下黏度会增大,甚至半凝固,导致锂离子迁移阻力加大,电导率下降,电池内阻升高。
固态电池能解决这个问题,固态电解质本身为固相,不存在凝固点问题,离子电导率随温度变化更平稳,低温下的性能衰减小,因此续航表现更稳。
有人质疑,既然固态电池如此强大,为何还没大规模装车?
核心在于“界面适配”难题。传统液态电池的锂离子像在泳池里游泳,固态电池则像把泳池改成高速公路。但这条“高速路”不好修,硫化物电解质很硬,金属锂电极却很软,两者贴合会产生缝隙影响充放电,这就是行业所说的“固-固界面问题”,也是当前大规模商业化最大障碍。
其实大家疑问的不是能不能实现,而是什么时候实现。好消息是中国科研团队正加速攻克这一难题:中科院物理所开发碘化物充当“特殊胶水”,自动填补电极与电解质缝隙;中科院金属所打造柔性聚合材料“骨架”,耐弯折且储电能力提升80%;清华大学用含氟材料改造电解质形成“保护壳”,即便针刺测试也更安全,这些突破让固态电池技术革命的大规模落地日益临近。
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