固态电池:日本新能源产业的希望?
02
电动车的“梦中情池”?
固态电池的概念已经不新鲜了,早几年前,固态电池就被提出是解决电动车痛点的终极奥义。
何为固态电池,即固态电解质锂离子电池,具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。再看固态电池的优点:消除了电解液腐蚀和泄露的安全隐患,热稳定性更高;不必封装液体,支持串行叠加排列和双极结构,提高生产效率;固体电解质的固态特性,可叠加多个电极;电化学稳定窗口宽,能达到5V以上,可匹配高电压电极材料;固体电解质一般是单离子导体,使用寿命更长;质量轻、黏弹性好、机械加工性能好。
这不就是电动车的“梦中情池”吗?生产效率高,更小的体积实现更大的密度,可用更高的电压实现更快的充电效率,且永不自然,从根源解决了安全隐患,若固态电池得以大规模商用,电动车取代燃油车便更近了一步。
当然,全固态电池本身也并不是无懈可击,目前仍有几大痛点需要解决。首先,电极在充放电时膨胀和收缩,与固体电解质的界面将分离,性能随之下降;其次,固体电解质中,携带电力的离子不易移动;最后,固体电解质中,硫黄类材料的离子比较容易移动,生产电池和发生故障时可能会产生有害的硫化氢。
对此,日本团队已解决第一个问题,方式是在固体电解质上沉积一层阴极膜,减小电极和固体电解质之间的电阻。
固态电池成本也是目前阻碍其商用化的另一大因素,这也是目前日本各车企迟迟无法使其量产化的重要原因之一。
而且,解决配套设施和基建也是全面电动化发展的重要环节。
以目前的800V超充举例,已经有部分电池可通过高压超充满足10分钟充满400公里续航的能力,在不久的将来,6C甚至更快的8C快充也将到来。但目前遇到的瓶颈是,高压充电桩的建设在多数地区都无法实现,原因是目前多数城市电网配备的变压器无法承受这类的高压快充,因此基建问题无法解决。
有很多车商希望通过储能来解决高压充电问题,但储能需要更多的电池,也就意味着储能站的基建成本更高,很多车企无法承受。
笔者对此咨询了奇瑞全资子公司得壹能源工作人员,该工作人员表示,目前储能大多还是给工厂提供服务。当笔者问到换电站是否具备除换电外的商用功能时,其表示目前换电站基本只用于换电,没有其他的衍生功能。或许这位工作人员的回答比较片面,但不可否认的是,以现有的基建设施来看,想要大规模普及高压快充几乎是不可能的任务,更别提高压快充进入民宅了。
总结来看,固态电池就技术而言的确是未来动力电池的最优解之一,但各车企目前仅解决了技术问题和安全性,便利性和成本仍是商业化道路中的最大难题。
03
我们自己的固态电池呢?
固态电池一旦量产装机,封神只是时间问题。目前已有多家汽车、电池企业宣称固态电池已取得突破性进展。
今年夏天,上汽宣布将于2024年量产固态电池;时间更早的2022年,有媒体宣称比亚迪固态电池已装车测试,并将搭载在2023年上市的仰望车型上。与比亚迪同时传出2023年将量产固态电池的是宁德时代,蔚来在2022年底的NIO DAY上表示将于2023年推出搭载固态电池的量产车型。
现实看来,比亚迪仰望并未搭载固态电池,宁德时代正在研发的电池叫凝聚态电池,而蔚来的150度电池包并非固态,而是半固态电池。至于上汽明年是否会量产固态电池,目前来看即使发布,也不会是电动车的终极解决方案——全固态电池。
虽然有专家表示,全固态电池并不存在技术难点,难点只在成本控制,但笔者看来,若日本车企表示已解决了固态电池的技术问题,仅存在量产问题,而我们仍看不到有企业发布关于全固态电池的上车信息,这种差距或将在未来对全球动力电池格局产生巨大影响。
结语:到目前为止,固态电池全球专利有近一半来自于日本,也表明日本想要通过固态电池形成对中国行车电动车产业的超越。
事实上,中国目前动力电池发展仍是世界最快,若液态锂电池并没有所谓的性能上限,或是半固态电池能够完全达到全固态电池的性能标准,全固态电池剩下的优势,可能只有安全性和SOC的稳定性了。只是,这两点优势或将在未来的动力电池竞争中起到决定性作用,以此来看,发展全固态电池看似落后于行业发展,但豪赌未来也是不错的选择。
原文标题 : 固态电池:日本新能源产业的希望?
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