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固态电池,为什么还不起飞?

放大字体 缩小字体 发布日期:2022-12-14 20:00:12   浏览次数:78
核心提示:2022年12月14日关于固态电池,为什么还不起飞?的最新消息:如今新能源汽车已经逐渐成为了汽车市场的主流,消费者除了关注产品的智能化、续航里程、产品力等方面之外,最关注的还是新能源汽车的动力电池,毕竟动力电池就是新能源汽车的“心脏”,动力电池


如今新能源汽车已经逐渐成为了汽车市场的主流,消费者除了关注产品的智能化、续航里程、产品力等方面之外,最关注的还是新能源汽车的动力电池,毕竟动力电池就是新能源汽车的“心脏”,动力电池越好,续航里程越长,安全性能也会越好,以至于让各大厂家投入大量资金研发电池,尤其是固态、半固态电池方面的技术。

什么是固态电池?

与如今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同,半固态电池、固态电池则是使用固体电极或者固体电解质的电池。那区分这几种电池,以及它们的性能如何呢?

简单点来讲,现在车企用的锂电池,例如三元锂电池磷酸铁锂电池,还有干电池等等,因为电池中含有电解液,所以从结构上分类为液态电池。

值得一提的是,液态电池中的电解液会腐蚀电池,用久之后,电极会发生电镀反应,正极材料会越来越脆弱,正极电镀充放电过程还会导致电解液污染变得浑浊,从而导致电池寿命性能的衰退。

半固态电池就是将现在的锂电池中的部分电解液全部替换成固体材料,随着电池中电解液减少,性能方面有了非常明显的提升,安全性也会得到很大幅度的提升。从实际上严格划分的话,半固态电池还是属于液态电池。

不过,半固态电池的成本非常低,仅为现在液态电池的三分之一,并且还能让电动车充电一次的行驶里程加倍,性能要比纯液态电池好很多。

(素材源于网络)

当然了,半固态电池成本低只是理论上的结果,实际上电池的原材料、研发成本等都不便宜,使得目前市场上的半固态电池的价格一直居高不下。

固态电池的内部没有液态电解液,是使用固态电极和固态电解液组成,具有功率密度较低、能量密度高、体积小、柔性化、安全性能更高的优势。由于固体电池没有液态电解质,就避免了易燃易爆、易挥发、电解液导致短路等情况,就算是遇到针刺穿了电解质的隔离膜,也不会像液态电池一样发生自燃现象。

(素材源于网络)

具有安全性能更强、体积小、成本较低、能量密度提升等优势,让固态电池成为了全球范围内电池厂商和车企大力研发的目标,同时也让固态电池成为了市场的新风向标。

虽说固态电池拥有诸多优势,市场前景非常好,但是由于固态电池技术和工艺等种种问题,让固态电池的发展仍处在起步阶段。

山中有“拦路虎”

目前,有四大难题阻挡了固态电池发展的脚步,其一是缺乏高效的电解质材料,固态电解质是固态电池的主要材料之一,虽然在固体锂离子导体的单一指标上有所突破,但是综合性能未达到大规模储能需求,这是目前固态电池的固体电解质性能短板。

(素材源于网络)

其二是固体电解质和电极的界面处理,可能大家不知道固态电池的固体电解质中锂离子传输阻抗很大,与电极接触的刚性界面接触面积小,导致在充放电过程中电解质体积的变化容易破坏界面的稳定性。另外,还有电极内部等因素会影响到固态电池的性能。

其三是使用周期不稳定,由于固态电池在使用过程中让其内部结构和界面随着使用的时间而发生退化,影响到了固态电池的综合性能,让电池的寿命长短充满了不确定因素。

其四是固态电池的原材料成本问题,其中使用的锂硫化物的价格比较贵,是目前液态电池中碳酸锂材料的五到十倍左右,并且固态电池比较“金贵”,对生产环境和原材料纯度要求极高,这就让厂家对前期的投资比较“肉疼”。

(素材源于网络)

值得一提的是,今年电池上游原材料一直在涨价,让各个厂家和车企苦不堪言,在此环境下,只有资金雄厚的厂家才舍得下血本研究,就算能量产出来,也是豪华车型才能搭载如此昂贵的固态电池。

所以各个厂家和车企想要让固态电池发挥进去高速阶段,就必须先解决这四个难题,将这些拦路虎解决了,固态电池才能慢慢加速。

 

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