聽說“國內(nèi)固態(tài)
電池量產(chǎn)了”的消息時(shí),小編并沒有特別激動(dòng),第一反應(yīng)是:真的假的?畢竟關(guān)于固態(tài)
電池的量產(chǎn)出過不少假消息。
可這次卻是真的!
日前,國內(nèi)首條固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線在江蘇昆山建成投產(chǎn)!電池中國網(wǎng)從蘇州清陶新能源科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱蘇州清陶)方面獲悉,這條固態(tài)電池生產(chǎn)線,可日產(chǎn)1萬只固態(tài)電池,電池能量密度可達(dá)400Wh/kg以上。目前該產(chǎn)品已在特種電源、高端數(shù)碼等領(lǐng)域成功應(yīng)用,預(yù)計(jì)在2020年進(jìn)入動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)了解,蘇州清陶已經(jīng)逐步解決了固態(tài)電解質(zhì)材料量產(chǎn)、固態(tài)電解質(zhì)膜成型技術(shù)、復(fù)合正負(fù)極配方工藝、極片與電解質(zhì)膜間固-固界面等一系列核心問題,在此過程中成功實(shí)現(xiàn)了氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料、功能型離子導(dǎo)體陶瓷復(fù)合隔膜等研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。
關(guān)于此次量產(chǎn)的固態(tài)電池的具體細(xì)節(jié)特性,蘇州清陶的相關(guān)人員給予了回饋,關(guān)于其性能參數(shù),如圖所示。
(固態(tài)電池性能參數(shù)圖,蘇州清陶提供)
據(jù)中科院院士、清華大學(xué)教授南策文介紹,相較于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池而言,固態(tài)鋰電池具有高安全性、高能量密度和柔性化等優(yōu)點(diǎn)。他指出,固態(tài)鋰電池的驅(qū)動(dòng)力更強(qiáng),能量?jī)?chǔ)備更大,充電更快、持續(xù)時(shí)間更長(zhǎng)。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,固態(tài)電池是未來主要發(fā)展趨勢(shì)。國家工信部等四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》明確提出,加大投入研發(fā)新的動(dòng)力鋰電體系,其中就包括固態(tài)電池等新型電池。
電池起火的“終結(jié)者”
近年來,新能源汽車起火事故頻發(fā),大多與動(dòng)力電池有關(guān)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2018年上半年電動(dòng)汽車發(fā)生過幾十起燃燒事故。新能源汽車發(fā)生燃燒最為常見的主要場(chǎng)景表現(xiàn)為充電過程中的燃燒,此外,電池在行駛或停駛過程中也會(huì)發(fā)生燃燒事故。
動(dòng)力鋰電池為何會(huì)起火呢?據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析,電池起火的原因在于傳統(tǒng)鋰電池在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶,從而刺破隔膜導(dǎo)致短路;電解液為有機(jī)液體,在高溫下會(huì)加劇發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向。
而全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液,有望從根本上解決電池安全性問題,是電動(dòng)汽車和規(guī);瘍(chǔ)能理想的化學(xué)電源。即使對(duì)固態(tài)電池進(jìn)行針刺、剪切、擠壓、重物沖擊等各種物理破壞均不會(huì)出現(xiàn)冒煙、起火、爆炸等事故,能夠滿足特殊應(yīng)用場(chǎng)景的高安全需求。
重新定義鋰電池形態(tài)
當(dāng)前,我國新能源汽車市場(chǎng)上的純電動(dòng)汽車所搭載的動(dòng)力電池,大多數(shù)為三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料電池。盡管相比鉛酸和鎳氫電池,能量密度已經(jīng)有了極大的提高,但是依然難以打消消費(fèi)者的里程焦慮困擾。
新能源汽車產(chǎn)業(yè)出于續(xù)航里程的考慮,迫切需要高能量密度的電池進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用階段。根據(jù)國家《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃》和《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》的相關(guān)政策,我國動(dòng)力電池系統(tǒng)的能量密度需要在2025年至2030年達(dá)到350Wh/kg的目標(biāo),以滿足市面上乘用電動(dòng)汽車的續(xù)航里程要求。
“以目前的三元鋰電池的技術(shù)路線,動(dòng)力電池能量密度單體要做到350Wh/kg的目標(biāo),在五年內(nèi)基本不可能實(shí)現(xiàn)。而且,即便實(shí)現(xiàn)了,安全性也無法得到保障。因此,固態(tài)電池商業(yè)化能否突破,對(duì)汽車電動(dòng)化的前景影響重大。” 某業(yè)內(nèi)人士表示。
除了具備高安全性、高能量密度,固態(tài)電池還具有柔性特征。“固態(tài)鋰電池的量產(chǎn),為提高鋰電池儲(chǔ)能提供了新的路徑,有助于推動(dòng)鋰電池向小型化、微型化、柔性化發(fā)展,并重新定義鋰電池的形態(tài),打破傳統(tǒng)方方正正或圓柱的形態(tài),未來可以做成任何形狀的部件,提高空間使用效率。”蘇州清陶總經(jīng)理李崢表示。
固態(tài)電池的兩個(gè)方向
據(jù)了解,目前固態(tài)電池的研發(fā)有兩個(gè)方向,一是鋰離子電池的固態(tài)化,全球范圍內(nèi)量產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)的企業(yè)還鳳毛麟角,一定程度上制約了固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度。另一研發(fā)方向是金屬固態(tài)電池,最常見的是鋰硫電池。當(dāng)電解質(zhì)換成固體之后,鋰電池體系由電極材料-電解液的固液界面,向電極材料-固態(tài)電解質(zhì)的固固界面轉(zhuǎn)化,目前此項(xiàng)技術(shù)業(yè)界都還在攻關(guān)中。
除了蘇州清陶,國內(nèi)的寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電、珈偉股份等電池廠商都在布局固態(tài)電池,其中寧德時(shí)代以硫化物電解質(zhì)為主要研發(fā)方向。在國際上,豐田、松下、三星、三菱、寶馬、大眾、現(xiàn)代、戴森等企業(yè)均在加緊布局固態(tài)電池技術(shù)的儲(chǔ)備。
行業(yè)人士認(rèn)為,雖然此次固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn),但是要應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域還需時(shí)日,全固態(tài)鋰電池替代傳統(tǒng)鋰電池更是前路漫漫。目前在固體電解質(zhì)材料、界面性能優(yōu)化、電極材料選擇,以及成本、工藝等方面還有相當(dāng)長(zhǎng)的路要走。不過,相信在廣大業(yè)界同仁的共同努力下,全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路必將走上快車道。
(責(zé)任編輯:子蕊)