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下一代的電池技術會是固態(tài)電池?

19日晚,蔚來在成都正式舉辦了2020NIOday,在會上正式發(fā)布蔚來智能電動旗艦轎車eT7”新一代自動駕駛技術、“150kWh電池包、以及第二代換電站等核心技術。

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發(fā)布會現場李斌介紹到:“我們采用量產固態(tài)電池技術,實現了360wh/kg的超高能量密度,續(xù)航將超過1000公里。”“量產固態(tài)電池六個字更是震驚了業(yè)界。也是李斌這一句發(fā)言把蔚來送上了千億市值。但業(yè)內對于續(xù)航1000公里的量產固態(tài)電池似乎存在很多質疑。

采訪中,業(yè)內人士告訴中車網,目前國內有多個廠家在布局固態(tài)電池研發(fā)。但真正大規(guī)模應用預計要到2025年,短時間還只適用于部分場景?,F在的產業(yè)鏈結構在10年之內都不會有太大變化。

與蔚來汽車一直合作的寧德時代,作為國內最大的液態(tài)鋰電池出貨商,在固態(tài)電池等方面也一直在進行產品技術研發(fā)。據了解,寧德時代在研的全固態(tài)電池最早要到2030年才能上市。在面對諸多質疑,發(fā)布會第二天,李斌承認,蔚來即將應用的并非全固態(tài)電池,而是帶有少量電解液的半固態(tài)電池。

那什么是固態(tài)電池呢?為什么大家都在竭盡全力的研發(fā)這個固態(tài)電池呢?

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固態(tài)電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。

由于科學界認為鋰離子電池已經到達極限,固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導物質,取代以往鋰電池的電解液,大大提升鋰電池的能量密度。

簡單來說,固態(tài)電池是將液態(tài)的電解液變?yōu)楣虘B(tài)。固態(tài)電解體的能量密度因而更高,而且安全性更好。誰先搭載成熟的固態(tài)電池,誰就將擁有更優(yōu)越的性能表現。

相較于傳統(tǒng)鋰電池的優(yōu)勢

優(yōu)勢一

輕——能量密度高。使用了全固態(tài)電解質后,鋰離子電池的適用材料體系也會發(fā)生改變,其中核心的一點就是可以不必使用嵌鋰的石墨負極,而是直接使用金屬鋰來做負極,這樣可以明顯減輕負極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。

優(yōu)勢二

薄——體積小。傳統(tǒng)鋰離子電池中,需要使用隔膜和電解液,它們加起來占據了電池中近40%的體積和25%的質量。而如果把它們用固態(tài)電解質取代(主要有有機和無機陶瓷材料兩個體系),正負極之間的距離(傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充,現在由固態(tài)電解質填充)可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米,這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術是電池小型化,薄膜化的必經之路。

優(yōu)勢三

柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米級以下后經常是可以彎曲的,材料會變得有柔性。相應的,全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高,通過使用適當的封裝材料(不能是剛性的外殼),制成的電池可以經受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。

優(yōu)勢四

更安全。傳統(tǒng)鋰電池可能發(fā)生以下危險:(1)在大電流下工作有可能出現鋰枝晶,從而刺破隔膜導致短路破壞(2)電解液為有機液體,在高溫下發(fā)生副反應、氧化分解、產生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。采用全固態(tài)電池技術,以上兩點問題就可以直接得到解決。

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