动力电池“御三家”宁德时代、LG化学与松下,为何纷纷开展固态电池研发计划?
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何为真正的固态电池?
固态电池有三大路线,分别为聚合物全固态、氧化物全固态与硫化物全固态,其中聚合物全固态与氧化物全固态离子电导率特别低,尚且不如三元锂电池,因此目前主流路线为硫化物全固态。
在欧洲,大众投资的 Quantum Scape 技术相对先进;在美国,Cymbet、Quantum Scape、SolidPower、Polyplus 等一系列初创公司在努力;在东亚,这个电池技术最为发达的地区,韩国有现代、LG化学、三星,日本有丰田、本田、松下,中国有宁德时代、江苏清陶、北京卫蓝、赣锋锂业、无锡海特。
▲丰田固态电池技术
日本在 90 年代就开始硫化物固态电池研究,以丰田为代表的企业积累了足够多的经验,丰田、松下等企业均表示 2025 年硫化物全固态电芯量产。国内这边情况相对复杂,氧化物体系产业化工艺在全球领先地位,借此衍生出固液混合电池。
▲固液混合电池
蔚来宣称的固态电池,其实也就是氧化物固液混合电池。该技术难度比硫化物固态电池低,研发速度也相当快。北京卫蓝(蔚来合作企业)、江苏清陶等公司甚至直接保持目前已有的液态锂离子电池生产线,只是在材料中添加氧化物成分,如锂镧锆氧、LAGP、LATP 等等。
氧化物离子导电率差,甚至不如液态电解液,且固-固接触不好,难以单独存在,只能与电解液或者聚合物复合。固液混合电池,虽然可以降低电池中的电解液含量,但是并没有改变液态锂电池的固有缺点。枝晶生长、Pack 电芯占比以及安全性问题都无法解决,甚至人们最为关注的续航里程问题,固液混合电池提升幅度也不大。
▲枝晶
某种程度上说,目前业界宣传固态电池的种种优点,大多指的是硫化物全固态,与氧化物固液混合电池关系不大。通俗地说,固液混合电池并不是真正的固态电池。蔚来、北汽蓝谷目前测试的固液混合电池,确实可以在现有技术基础上提升一点,可并不能解决锂电池面临的各种难题。行业真正的革命性改变,还得等全固态电池登场。
图源:pixabay、北汽蓝谷、蔚来官网
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