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固态电池商用前景引关注

固态电池商用前景引关注
2019-10-16 18:11:22 电池中国网
固态电池商用前景引关注

近年来,锂电池安全事故频发,多个电动汽车品牌屡次发生“自燃”事件,引发公众对锂电池安全性的担忧。在此背景下,越来越多的企业把目光投向了更轻、更安全且充电更快的固态电池。

日前,雷诺汽车高级副总裁吉尔斯·诺曼德就公开表示,到2025年,雷诺旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。据悉,新一代的固态电池产品将由电池公司Ionic Materials提供技术支持,该公司将在美国密歇根州Romulus电池工厂制作固态电池,并拟于今年年底前进行OEM测试。

为规避资源制约而研发无钴电池

事实上,早在2018年初,雷诺-日产-三菱联盟就已在无钴固态电池领域进行了布局。彼时,其设立了10亿美元风投基金,首个投资即为Ionic Materials公司的无钴固态电池研发。同年3月,丰田及雷诺-日产-三菱联盟还分别表示,拟在2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。

“从技术角度看,目前传统锂离子电池的能量密度已达到上限,很难再有突破。同时,由于传统液态锂离子电池中的隔膜和电解液占用较大,且液态电解质在高温下会产生氧化分解、产生气体、发生燃烧等安全问题,所以,目前既能达到高能量密度又能兼容高安全性的固态电池正逐渐成为动力电池技术未来发展的重要方向。”汽车分析师沈建斌告诉记者,固态电池使用的是固体电极和固体电解质,其不仅可以有效减少电池的体积和质量,同时还能有效提升电池的能量密度。“这是针对当前锂电池高能量密度和高安全性相矛盾的特点延伸出来的技术路线,安全指数更高,因而获得车企的青睐不足为奇。”

记者注意到,雷诺汽车计划使用的是零含钴量固态电池,而这与普通的固态电池又有何区别?“钴是目前锂离子电池中所必需的贵金属,但其产量稀少,过于依赖它势必会影响到未来电动汽车的发展。”沈建斌坦言,雷诺选择零含钴量固态电池,或是为了消除对钴的依赖,更好地降低成本和避开资源制约。

据了解,目前布局无钴电池的车企并不止雷诺一家。松下就曾在2018年宣布,计划在2-3年内将大规模生产的电池钴含量降低一半。而特斯拉CEO马斯克也同样表示过,想要将钴的使用量直接降为零。“这是车企在布局和规避钴资源的制约。”沈建斌表示。

技术成熟度仍待加强

作为动力电池未来发展的一个重要方向,尽管目前固态电池技术已经得到突破,但业内却普遍认为,由于目前的生产制备成熟度还有待加强,规模化、自动化的生产线还需要进一步研发,固态电池距离产业化、商业化还有一定的距离。

“当前市面上的固态电池,通常是有机电解液里面加了一些固态,或者是在固态里面加了有机电解液,安全性好不好,取决于液态电解液所占比例的多少。想要高安全性,还是全固态电池更安全,但全固态电池是一个非常困难的研究方向。”清华大学电池安全实验室主任冯旭宁坦言。

“用户希望电池的导电率特别高,因为这样锂离子传输得快,快充和放电能力就会比较好。好比我们拿一杯电解液和一块硬的固体去测它们的导电率,液体电解质的导电性明显好于固态电解质。因此,长期以来没有太多人关注固态电池。”冯旭宁进一步解释。

除了技术上的不成熟,成本偏高也是目前制约固态电池发展的因素之一。“在规模化生产和使用之前,固态电池的成本肯定是比较高的,但未来其成本还是能降下来的。因为从电池生产的发展历程来看,如果它能够满足所有的性能要求,成本下降指日可待。” 冯旭宁表示。

“虽然现在全固态电池应用于新能源汽车的技术还不够成熟,但是,目前中国和日本在全固态电池研发方面都走在世界前列,也最有希望率先做出量产全固态电池。”冯旭宁表示,未来想要实现规模化生产的固态电池显然是有可能的。

沈建斌则进一步表示,固态电池的发展还有很长一段路要走,预计其实现小规模量产或是在2020年以后,大规模应用则需要更长的时间。

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