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全固态电池还需要多久才能完全替代现有的锂离子电池?

钜大LARGE  |  点击量:1339次  |  2019年11月21日  

全固态电池大大降低了对冷却系统的依赖


有资料显示,全固态电池耐热性在(80~120℃)、阻燃性(200℃),均远远高于现有应用的液态电解质的锂离子电池。这主要与电解质形态和结构有直接的关系。


全固态电池使用的固体电解质,是区别于液态有机电机解质的主要特征材料,现在主要研究的有两种类型,氧化物和硫化物。目前包括丰田的全固态电池,主要是基于硫化物类型全固态电池研究。


现在应用的液态电解质电池,也并非都是装备有水冷板的热管理系统。早在日本NissanleafEV车上,一直延续着没有冷却板,依靠电池壳体自然冷却的产品设计(如下图)。


对于EV电池系统,主要满足较低倍率的充放电功率需求,在冷却方面对热管理表现的没有功率型的HEV明显。但是在低温环境,环境适应性是得不到满足的。所以说,对于全温度的工况需求,更多的增加了水冷板式的热管理系统。


这本身也是矛盾的。现有庞大的水冷系统,从成本角度,体积方面,都是不利的。


全固态电池耐热性温度范围放大,安全性得到了保障。削弱了对水冷系统的依赖性。契合了解决成本和体积矛盾的想法。


尽管全固态电池如此诱人,但是,还不能停止现有热管理技术的发展的脚步。


丰田表示,其全固态电池仍需10年的发展才能成熟


全固态电池要想全面大批量投入生产和应用,还需要很长的一段时间。


丰田表示:我们确实说过,希望在本世纪20年代初提供固态电池。但事实上,这不会是大规模生产的基础上。我们将小批量的试产开始,用于试点项目,我们永远不会在客户身上做实验。2030年,可能是更现实的时间节点。


热管理高效和节能,需要继续探索和研究


从Tesla车型演变案例观察分析:


Tesla产品,一直以来引起地球人足够的好奇。其设计的精妙也确实堪称典范。正如ElonMusk对团队的管理和要求一样,在他们眼里没有做不到的事情。


在热管理功能单元组合中,透过产品的演变状态,可以看出一些端倪。


关于电池加热形式的变化,由PTC加热改变为利用电机接通电流零扭矩加热,其技术优缺点有待于后期进一步研究分析,现在还不能量化和说清楚。


其中一点是肯定的,提高热系统效能的同时,一定是做到了降本。是双赢的结果。这种没有做不到的创新精神,值得学习。


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