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作為新能源車動力的三元鋰電池,隨著時代的發(fā)展,已經(jīng)碰觸到了它硬件水平上的發(fā)展極限。
繼三元鋰技術(shù)之后,固態(tài)電池或?qū)⒊蔀樾碌男履茉窜噭恿υ础?/p>
傳統(tǒng)鋰電池遭遇發(fā)展瓶頸
近年來,隨著新能源汽車的發(fā)展,安全、可靠、耐用的電池成為大眾關(guān)注的核心部件之一。
然而,隨著技術(shù)的發(fā)展,鋰電池的性能短板被越來越明顯。
從10年前最大容量僅有2.6Ah,到現(xiàn)在的3.6Ah,鋰電池的性能增幅10年內(nèi)增加了30%以上。然而,年增長率僅3%的性能增長,相比于軟件、芯片等技術(shù)的更新速度,已經(jīng)跟不上時代了。
以智能手機為例,最新款的iPhoneXS鋰電池測試成績比上一代iPhoneX短了21分鐘。
Android陣營的面子更是掛不住,因為谷歌“親兒子”Pixel3的續(xù)航,比Pixel2短了一個半小時。
這意味著鋰電池的性能已經(jīng)無法適應(yīng)現(xiàn)有芯片技術(shù);350Wh/kg,這個數(shù)據(jù)是目前三元鋰電池技術(shù)的理論極限,也是在2016年電動汽車百人會提出的發(fā)展目標(biāo)。
然而,就算是這個極限,也未必能滿足未來芯片性能的發(fā)展。
更何況,以目前的三元鋰電池技術(shù),就算無視安全性,5年內(nèi)都很難實現(xiàn)這個目標(biāo)。
多種新型電池概念優(yōu)秀 量產(chǎn)都很遙遠(yuǎn)
很多鋰電池研究機構(gòu)目前已經(jīng)布局研發(fā)新型電池技術(shù)。
中國科學(xué)院趙金平團隊研發(fā)的石墨烯包覆技術(shù),能將鋰離子電池正極材料比容量提升15%-25%。
將這項技術(shù)應(yīng)用到車用動力電池上,有望達(dá)到甚至超越能量密度300瓦時/千克。
此前,科達(dá)煤炭化學(xué)研究院表示:他們發(fā)明了一種新型純碳鋰電池,其負(fù)極材料由特種碳負(fù)極材料構(gòu)成。
這種電池的儲能材料拋棄了傳統(tǒng)的天然石墨,而是通過物理方法和化學(xué)方法制成的高性能純碳。
實驗表明,這種全新負(fù)極材料的克容量可達(dá)2200mAh/g,成品鋰電池能量密度超過350Wh/kg。
另外,傳統(tǒng)電池巨頭國能也有新收獲。
國能電池董事長郭偉日前表示:他們正在研發(fā)新型化學(xué)體系鋰電池,預(yù)計2020年能量密度將達(dá)到500Wh/kg。
然而,無論是上面提到的哪一種技術(shù),距離正式商用化量產(chǎn),都還有很遠(yuǎn)的距離。
固態(tài)電池或?qū)⑨绕?/p>
在多種新型電池技術(shù)中,固態(tài)電池技術(shù)或?qū)⑨绕稹?/p>
近日,中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所宣布,由其牽頭承擔(dān)的納米先導(dǎo)專項"全固態(tài)電池"課題已通過驗收,這一技術(shù)進(jìn)步將進(jìn)一步推動國內(nèi)全固態(tài)鋰電池的規(guī)模應(yīng)用。
固態(tài)電池,顧名思義是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。
由于固態(tài)電池電極和電解質(zhì)都由固態(tài)物質(zhì)制成,其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,同時也克服了鋰枝晶現(xiàn)象,即使被加熱到非常高的溫度,也不會著火,因而安全性更高。
和其他新興技術(shù)不同,固態(tài)電池技術(shù)目前已經(jīng)有成功的先行者,輝能科技是全球首家成功實現(xiàn)固態(tài)鋰電池商業(yè)化量產(chǎn)的企業(yè)。
輝能科技的固態(tài)鋰電池產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于智能手機、可穿戴設(shè)備、醫(yī)療機械、機器人、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備等產(chǎn)業(yè)及領(lǐng)域。
這意味著這一技術(shù)在商用化速度上將遠(yuǎn)超其他新型電池,或?qū)⒊蔀槲磥砣〈囯姵氐姆较颉?/p>
中國科學(xué)院院士、國家電動汽車重點專項總體專家組組長、清華大學(xué)歐陽明高教授也表示:“在現(xiàn)有的各種探索中,最有可能成為下一代動力電池的就是固態(tài)鋰電池。固態(tài)電池不一定是全固態(tài),最終也可能是半固態(tài)或者半液態(tài),畢竟固固結(jié)合是非常困難的。”