钜大LARGE | 点击量:1243次 | 2019年05月10日
固态电池想要进一步发展,尚需解决多重难题
作为新能源汽车的“心脏”,动力电池无疑会决定新能源汽车的未来。业内人士普遍认为,动力电池未来发展路径是电解质从液态、半固态、固液混合到固态,最终必将实现全固态的过程。这促使初创公司,大学和特斯拉等知名巨头对电池技术的新一轮投资和研究。
然而,固态电池想要进一步发展,尚需解决多重难题。
“固态电解质是固态电池发展的关键,固态电池没有液体的浸润,同时也不需要隔膜,只用把固态电解质当成隔膜,放在正极极片和负极极片当中,那么金属物质的材料就变得尤为关键。”
电解质材料是全固态锂电池技术的核心,目前固态电解质的研究主要集中在三大类材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好,已经有商业化的应用案例;氧化物循环性能良好,适用于薄膜柔性结构;硫化物电导率最高,是未来主要方向。
不过,目前还有几个具体难题需要克服:
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%
一是界面的导电率,固态电池导电率要维持在在适当的水平,不能过高,也不能过低,这样的材料非常难开发。
二是没有找到即兼顾高倍率又能快充的复合性材料,现在用的固态电解质材料只能容纳其中某一方面特性。
一位不愿具名的业内人士也表达了相同的看法。他认为:“固态电解质具有高的电阻,在功率密度方面还存在一些待解决的问题,需要从固态电解质、正负极材料上着手。电导率、电池倍率、电池制备效率、成本控制方面都存在不小的挑战,一旦这些问题能够有效解决,必将在未来掀起一场新的电池革命。”
既然困难重重,固态电池在新能源汽车上的全面应用,还有多长的路要走?
专家曾表示,预计全固态锂电池会在2025-2030年之间取得突破。今年5月,丰田动力总成部门的总经理ShinzuoAbe透露:“丰田期望在2020年以后能制造出固态电池,但若要实现固态电池的量产,还需要等到2030年以后。”
已在电池行业深耕十几年的行家坦言:“从跟以往的经验来看,丰田计划和实际情况基本上是能达到一致的。也许在最近这几年里,他们就能够推出固态电池,但具体产能是怎么样,成本能不能适应市场,还要打一个大大的问号。”
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