近年来,全球动力电池技能快速迭代,工业规划高速扩张,但业界对动力电池职业的忧虑和评论也不断增多。其间,评论最多的便是电池的安全、能量密度和本钱。特别是跟着电池起火爆破事端频发,商场对其安全性提出了更高要求。
现在,三元锂电池和磷酸铁锂电池仍是新能源轿车动力电池的两大干流技能道路,但是受制于前者的安全安稳性和后者的能量密度问题,固态电池因兼具高安全性、高能量密度和更长循环寿数已逐步成为业界一致,将成为未来电池开展的重要技能方向之一。
半固态电池呼声高,车企和电池厂家商场竞相追捧
近年来,固态电池成为资本商场、电池企业和各大车企抢先追捧的目标。
在前不久的第十三届中国轿车蓝皮书论坛中(以下简称:蓝皮书论坛)固态电池圆桌评论环节上,北汽集团副总经理廖振波呼吁电池厂赶快量产兼具安全和高能量密度的半固态电池,提前给整车企业供给安全可靠的固混电池。
国内很多锂电池出产企业也都布局了固态锂电池技能开发,宁德年代(行情300750,诊股)在聚合物固态锂金属电池和硫化物基固态电池方向有研讨;软包巨子孚能科技(行情688567,诊股)表明半固态电池现已进入到量产阶段。
国际干流车企如丰田、群众、宝马、本田、日产、现代等都在加码固态电池技能的研制投入,期望鄙人一代动力电池技能竞赛中占有主导权。据了解,群众将在欧洲建厂出产固态电池,并有望在2024-2025年间完成量产;宝马于2017年开端牵手SoildPower开发固态电池;丰田偏重硫化物固态电解质技能道路,据称有望在2022年推出搭载该技能固态电池的车型;现代则出资了IonicMaterials以开发固态电池,而后者股东还包含三星和戴森。
孚能科技董事长王r
固态电池前锋的半固态技能储藏
精确的说,上述企业提及的固态电池是固液混合的半固态电池,电芯内仍存在5-15%的电解液。谈及固态电池的了解,相较于传统液态电池而言,现在业界将半固态和全固态电池统称为固态电池。孚能科技董事长王r曾在蓝皮书论坛中谈及前期在加拿大MoliEnergy研讨金属锂电池技能的阅历,“锂电职业最早了解的固态电池是锂金属电池。”
据了解,坐落加拿大温哥华的MoliEnergy是国际第一家投入锂离子电池出产范畴的工厂,研制阵型十分强壮,在电池技能范畴具有许多要害性专利。
因为金属锂十分生动,极易焚烧,乃至与氮气都能产生反响。这样的特性极大拔高了锂离子电池的技能要求和运用难度,在出产拼装进程中稍有不小心,泄进了空气,轻则电池作废,重则起火焚烧。再加上动力学等要素,锂金属表面会构成一些“小毛刺”,即枝晶,枝晶会给电池带来短路危险,乃至引起电池自燃。
为处理以上窘境,王r其时就提出了具有前瞻性和先行性的两大处理计划:
l计划一:选用固态电解质彻底处理锂金属电池充电的方向,即以固体作为电解质和导电介质的电池,到达提高电池能量密度的一起,确保安全。
l计划二:抛弃用锂金属做负极(这样就不会有枝晶问题),取而代之选用石墨做负极,正极为含有锂元素的氧化物。
由此可见,王r兴办的孚能科技不仅是电池职业的老兵,更是固态电池研讨范畴的前锋。
当时,王r以为半固态肯定是现阶段的开展方向,依据孚能科技固态电池技能道路显现:
l2021年量产软包半固态电池第一代产品,该电芯已经过第三方测验认证:引进半固态凝胶电解质显着下降针刺进程电池温度,100%SOC刺穿测验可经过,循环寿数显着提高,凝胶半固态电池常温循环2000次,容量坚持率85%以上,平等条件下一般液态电池循环1200次,容量坚持率在80%左右;
l随后导入软包半固态电池第二代,选用孚能科技半固态工艺对固态电解质资料和电解质膜进行优化,优化的电解质膜成膜性好,200℃无显着的热收缩,遇火只冒烟不起火,电芯针刺经过,一起电池能量密度、高低温、倍率功能、循环寿数等功能不受影响;
接着导入软包半固态电池第三代,终究导入全固态硫化物电解质膜/软包全固态电池。与现有锂离子电池比较,半固态电池归纳优势杰出。半固态电池体积小,愈加安稳安全,孚能科技董事长王r在蓝皮书论坛也表明“谁也不肯意在出产电池进程中有危险,半固态电池的运用会处理出产问题,工厂再不会呈现起火的问题。”此外,半固态电池可以完成更高的能量密度,本钱也比锂电池廉价。有技能专家以为,半固态电池可以兼容现有液态电池工艺设备和资料,能以较低本钱有望在5年内完成规划量产,全固态电池因面对许多待解难题预期在5-10年完成商业化运用。
当时,孚能科技已量产285Wh/kg的电池,并已开发验证了330Wh/kg的高能量密度电池,储藏了400Wh/kg高能量密度电池技能。结合当时技能储藏,孚能科技特有的软包叠片技能和产线,可以平顺完成液态电池向半固体、固态电池切换,本钱和质量均更可控,归纳优势显着,可以满意当下车企和终端用户的需求。
动力电池技能无疑是纯电动轿车开展的要害,随同固态电池技能开展,在处理锂离子电池运用进程的痛点之余,电池小型化、高能化、轻量化和更快充,将成为海内外各大车企产品,乃至旗下品牌迈向电气化的加快剂。
固态电池作为锂电池下一代的重要方向,从商场视点看,假如可以量产运用,将会很大程度上改动现在的电池商场格式;从运用视点看,固态电池结构中没有气体和液体,具有高密度性、高安全性等无与伦比的优势。在动力电池技能百家争鸣的年代,让我们等待越来越多功能优异、安全可靠、廉价群众的电池不断面世。