從 Fisker 宣稱開發充電 1 分鐘行駛 500 公里的固態電池,到寶馬已與 SolidPower 進行合作開發下一代電動車用固態電池,再到豐田又宣稱將在 2025 年前實現全固態電池的實用化。

固態電池

▲國內新能源汽車起火事故原因分布

起火事件的頻發挫傷公眾對于新能源車信心,政策相繼出臺加強行業監管,企業方面,近年來也從不同方向對安全問題進行優化。主要手段包括: (1)采用功能性電解液,于電解液中添加阻燃劑; (2)優化 BMS 熱管理系統,減少過沖過放等易引發熱失控的場景發生; (3)采用陶瓷涂覆與耐高溫的電池隔膜等等。 但這些手段在技術層面并沒能取代可燃性有機電解質的使用,電池系統的安全隱患沒有得到徹底根除。零自燃風險,將是未來電動車實現燃油車全面替代需要邁出的關鍵一步。

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▲現有動力電池安全問題解決路徑

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▲新能源汽車安全監管相關政策

面對能量與安全兩座大山,下一代鋰電的風口在哪? 回望電動車電池技術發展史,從早期的鉛酸電池,到豐田等日本企主打的鎳氫電池,再到 08 年特斯拉 roaster 使用的鋰離子電池,傳統液態鋰離子電池已統治動力電池市場十年。未來,能量與安全需求與傳統鋰電技術的矛盾將越來越凸顯,在下一代鋰電技術中,固態電池獲得了最高的關注度,已引發全球范圍的企業進行提前卡位。

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▲動力電池發展歷史沿革

固態電池

▲全球多家企業與科研機構已投入固態電池研究

為什么一定是固態電池

1、不燃燒,根除安全隱患

固態電池是采用固態電解質的鋰離子電池。 工作原理上,固態鋰電池和傳統的鋰電池并無區別:傳統的液態鋰電池被稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負兩極,中間為液態電解質,鋰離子在電解液中遷移來完成正負極間的穿梭實現充放電,而固態電池的電解質為固態,相當于鋰離子遷移的場所轉到了固態的電解質中。 固態電解質是固態電池的核心。

固態電解質不可燃燒,極大提高電池安全性。 與傳統鋰電池相比,全固態電池最突出的優點是安全性。固態電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發的特性,避免了傳統鋰離子電池中的電解液泄露、電極短路等現象,降低了電池組對于溫度的敏感性,根除安全隱患。同時,固態電解質的絕緣性使得其良好地將電池正極與負極阻隔,避免正負極接觸產生短路的同時能充當隔膜的功能。

[責任編輯:陳語]

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