钜大LARGE | 点击量:523次 | 2022年08月12日
固态电池升温对日系的影响?
随着锂电池的飞速发展,其能量密度已接近物理极限,研发下一代锂电池迫在眉睫。
在众多电池技术路线中,锂硫电池凭借高能量密度成为各大研究机构的香饽饽。不过,锂硫电池究竟能否适用于电动汽车,学术界也是众说纷纭,没有给出统一的答案。
在近日举行的一个国内电池技术论坛上,武汉大学教授艾新平认为,锂硫电池并不适用于车用动力电池,原因不仅是技术上难以攻克,还有其较低的体积能量密度。当然,这并不意味着锂硫电池就没有研究意义,毕竟车用动力电池只是电池的应用场景之一,而艾新平教授本人也从事锂硫电池的研究。
此外,也有不少专家学者认为锂硫电池是下一代车用动力电池的最佳选择,尽管还有不少技术壁垒,但也并非没有任何头绪,而锂硫电池的高能量密度属性是当今锂电领域最为短缺的环节。同时各位教授也展示了各自团队在锂硫电池领域的研究进展。
其实,在笔者看来,锂硫电池能否应用于电动汽车,关键还要看技术上能否取得突破性进展。如果技术突破的足够迅捷,那在能量密度需求下,体积能量密度或许可以忽略,甚至得以解决也不一定。当然,前提是其他电池技术相对来说没有更进一步的突破。
充电温度:0~45℃
-放电温度:-40~+55℃
-40℃最大放电倍率:1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
事实上,电池技术的分支极其广泛,除了锂硫电池,还有燃料电池、富锂锰基电池、快充电池等等,未来的电动汽车将搭载哪种电池还很难说,但不管能否作为车用动力电池,都需要我们在这些技术上继续深耕。电动化时代,总有这些技术的一席之地。
下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。
1、日本研制新型电动汽车用全固态电池
据日本最大的汽车信息网站“carview”报道,位于日本滋贺县大津市,从事特殊玻璃制造与销售的日本电气硝子公司在世界上首次采用钠系结晶化玻璃作为正极材料制造的全固态电池,在室温下成功运行。
据该公司介绍,该电池具有“利用玻璃的软化流动性可以提高离子传导性”、“采用资源丰富的钠,没有供应不足的担忧”、“不会异常起火及产生有毒的硫化氢”等多项优点。
与传统电池相比,全固态电池的离子传导率约为2倍,输出能力为3倍以上,这在起步及加速等需要较多电力的场合能够发挥威力,而且具有寿命长、能够提高能源密度的特点,在电动汽车领域备受期待,今后的开发动向令人瞩目。
点评:很多人都以为日本在电池技术研发上偏向于燃料电池,其实不然,日本牢牢占据着全球高端电池市场就是最佳的作证。事实上,日本不仅仅是产业上领先,在前瞻锂电技术上也是名列前茅,尤其是固态电池。如果下一代电池真的是固态电池,那所谓的弯道超车就很艰难了。
2、新型三明治结构的凝胶聚合物电解质
中科院青岛能源所崔光磊研究员课题组在多年来致力于开发纤维素基隔膜电解质的基础上,设计了一种三明治结构的凝胶聚合物电解质,该电解质以纤维素无纺布为支撑材料,因为纤维素中含有一些含氧官能团如羟基,可以对多硫化物有一定的吸附作用;正极一侧涂覆导电炭黑,可以作为第二个集流体,提高硫的利用率;负极一侧涂覆一种稳定的嵌段聚合物(PEG-PPG-PEG),可以促使均匀的锂沉积,抑制锂枝晶的生长。
此外使用三明治结构聚合物电解质的锂硫电池具有较大的峰电流,这得益于正极一侧的纳米碳层,增强了反应的动力学。在高倍率4C下,仍有约600mAh/g的比容量,而使用液态电解质,容量不足200mAh/g;在0.5C的倍率下,1500圈循环后,仍有460mAh/g的比容量,每圈衰减率仅为0.039%。
点评:事实上,科研界的锂硫电池都有一个通病,为了追求最佳的研究效果,其电极都会做的很薄,最为重要的是,薄电极避开了材料空隙被堵塞的问题;而在实际运用中,电极相对来说非常厚。往往实验室做到几百上千次的循环寿命,但实际运用起来,可能就几十甚至为零。
3、雷诺/日产/三菱设10亿美元基金发展固态电池
据英国路透社报道,雷诺-日产-三菱联盟日前证实,将在未来五年对移动创业公司提供高达10亿美元的投资。联盟寄望新技术助其在变化迅速的移动出行领域独辟蹊径,打开局面。
三家公司在周二的一份声明中称,风投基金在第一年将投资2亿美元。该基金名为“联盟风投(AllianceVentures)”,将对电气化、人工智能等领域取得的新进展进行投资。
据悉,IonicMaterials是该基金将投资的第一家公司,该公司主要开发可用于电动汽车的无钴固态电池材料。据悉,在建立风投基金前,三家企业已在年度调研和开发投资上花费了超过85亿欧元。
点评:车企去发展前瞻电池技术,看似很荒谬,但事实上,最在乎电池技术的就是车企了,毕竟在锂电产业中,车企是与消费者直接对接的环节,电池技术直接关系到一款电动车的设计标准,值得注意的是,汽车设计非一日之功。此外,固态电池被誉为下一代电池技术的最大凭证就是车企纷纷研发固态电池。
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