【消費電子實驗室-2023/2/23】近日，日產(chǎn)歐洲研發(fā)高級副總裁David Moss表示，日產(chǎn)已經(jīng)成功開發(fā)出全固態(tài)電池，目標是2025年開始試生產(chǎn)，2028年生產(chǎn)一款由固態(tài)電池驅動的全新電動汽車。早前德國寶馬集團也宣布，寶馬將打造全固態(tài)電池中試生產(chǎn)線，2025年推出首輛原型車。
國內固態(tài)電池板塊也在爆發(fā)，不少企業(yè)也下場開始了固態(tài)電池的研發(fā)進程，國內已經(jīng)有部分車企推出了搭載半固態(tài)電池的電動車。我們知道，對于電動汽車的發(fā)展來說，電池技術的進步是整個電動汽車發(fā)展與競爭的關鍵一環(huán)。 由于固態(tài)電池有續(xù)航持久，回血快，壽命長的特點，因此，它很可能是下一階段的電動汽車競爭的重要的變革性技術。  電動汽車的核心成本就在電池上，從電動汽車的未來方向來看，電池技術的瓶頸是限制整個電動汽車突破的核心一環(huán)，目前電池存在續(xù)航短板、充電時間長以及電池壽命衰減、冬天怕冷、夏天怕熱等局限，誰能在這一環(huán)攻克行業(yè)痛點，實現(xiàn)用戶體驗層面的突飛猛進，彎道超車的可能性是存在的。 特斯拉日前的重大進展也是在電池技術上——4680電池，相較于前一代電池，4680電池在能量方面提高5倍、續(xù)航里程提高16%、動力方面提高6倍、成本方面降低14%。 這種圓柱電池采用大電芯，單體比小圓柱電池要大5-6倍，系統(tǒng)集成效率會更高；并且其生產(chǎn)自動化程度高，標準比較統(tǒng)一，后期的能量密度也會較高。特斯拉提出的干電極技術相比傳統(tǒng)的濕法技術，干法電極成膜的均勻度和一致性更難控制，而電動汽車電池的電極又較大較厚，因此生產(chǎn)的難度更高。 不過， 從進展來看，特斯拉正在將4680電池帶入規(guī)模量產(chǎn)的前夜，也加速了行業(yè)對于大圓柱電池的關注與跟進。目前已經(jīng)有不少整車廠、電池廠商已經(jīng)在快速跟進。 不過特斯拉的4680電池依然是液態(tài)電池的延續(xù)性創(chuàng)新，而固態(tài)電池其實已經(jīng)走出了這種延續(xù)性創(chuàng)新路徑。 從類型來看，目前市面上的動力電池主要有兩種，一種是磷酸鐵鋰電池，另外一種三元鋰電池。三元鋰電池能量密度更高，續(xù)航里程更長，但由于安全性差的短板，已經(jīng)逐步被磷酸鐵鋰所取代，目前大多數(shù)新能源起火事故，都和三元鋰電池有關。 這兩種電池的結構差不多，主要由正極、隔膜、負極，再灌上電解液制造而成，它們統(tǒng)稱為液態(tài)電池。 固態(tài)電池與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，它是一種使用固體電極和固體電解質的電池，固態(tài)的電解質具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升電池容量。此外，它采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導物質，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。
簡單來說，與目前的鋰電池相比，固態(tài)電池優(yōu)勢相當明顯：首先是它的充電速度可提高幾倍以上，而且不受溫度限制；其次是能量密度翻倍，續(xù)航里程達到1000km以上；更重要的是，由于固態(tài)電解質具有不可燃性、無腐蝕性、無揮發(fā)、不會漏液等特性，化學性質更穩(wěn)定，穿刺后也不用擔心安全問題。 雖然目前包括大眾、豐田等傳統(tǒng)車企，蔚來、合創(chuàng)等新勢力品牌，以及寧德時代等電池企業(yè)，都對固態(tài)電池有研究開發(fā)規(guī)劃。不過截止到目前，固態(tài)電池在全球范圍都沒有落實到工程量產(chǎn)階段，而日產(chǎn)是首家宣稱已經(jīng)成功開發(fā)出全固態(tài)電池，國內更多企業(yè)是采用半固態(tài)電池作為過渡方案。 半固態(tài)是過渡方案，避免陷入重營銷、玩概念的路子。當前，許多國內企業(yè)已經(jīng)實現(xiàn)量產(chǎn)半固態(tài)電池，搭載半固態(tài)的車型有東風E70、嵐圖追風以及搭載贛鋒鋰電三元固液混合鋰離子電池的純電動SUV賽力斯SERES-5計劃于2023年3月開始交付。此前，蔚來、賽力斯、長安深藍、嵐圖等多家新能源車企披露了半固態(tài)電池裝車進展。 半固態(tài)雖然名字上跟固態(tài)電池很相似，可實際上反而與當前的液態(tài)鋰離子電池關系更近，它仍需要電解液和隔膜，產(chǎn)品形態(tài)上并沒有本質上的創(chuàng)新，仍屬于改良型的方案。 不過在清陶能源聯(lián)合創(chuàng)始人李崢看來：從產(chǎn)線和工藝的角度來說，這種半固態(tài)跟傳統(tǒng)鋰離子電池相比，有30%的創(chuàng)新。但它實際上并沒有解決固態(tài)和固態(tài)之間相接觸的界面不夠完美的問題，界面浸潤和黏合形成了工藝壁壘。 但從目前來看，日產(chǎn)的固態(tài)電池完全去除了電池中的液體元素，將大大提高存儲和電力傳輸?shù)男省２粌H比鋰電池節(jié)省50%的成本，還將能源密度提高一倍，充電速度提高三倍。 簡單來說，日產(chǎn)汽車的固態(tài)技術是‘全固態(tài)’，去除了所有液態(tài)部分，這是它的領先之處。但是半固態(tài)仍然有液體電解質，液體會沸騰，依然會讓能量的儲存和傳輸?shù)男适艿接绊憽?/span> |
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