鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:536次 | 2022年10月19日
固態(tài)電池要顛覆電動(dòng)汽車行業(yè)?
12月9日《日經(jīng)新聞》報(bào)道,豐田正在開發(fā)固態(tài)電池,一次充電續(xù)航500公里,充滿電只需要10分鐘,相比傳統(tǒng)電動(dòng)汽車縮減了至少三分之二,有望成為全球首家量產(chǎn)搭載固態(tài)電池汽車的廠商,將于明年推出原型車。
除了豐田的新聞之外,由大眾集團(tuán)和比爾蓋茨共同投資的QuantumScape公司也發(fā)布了全新的固態(tài)電池技術(shù),15分鐘能充電80%,能量密度提升50%,可適應(yīng)更寬泛的使用溫度,最低可達(dá)零下30度。大眾集團(tuán)表示,目標(biāo)是2025年建立該款新電池的生產(chǎn)線。
|那么,固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池有什么不同?
傳統(tǒng)鋰電池:是由正極、隔膜、負(fù)極,再灌上電解液制造而成。
固態(tài)電池:是采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池,電解質(zhì)材料很大程度上決定了固態(tài)鋰電池的各項(xiàng)性能。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
兩者最主要的區(qū)別在于固態(tài)電池電解質(zhì)為固態(tài),相當(dāng)于將正負(fù)極之間,鋰離子遷移的介質(zhì)由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)。而隨著正極材料的持續(xù)升級(jí),固態(tài)電解質(zhì)能夠做出較好的適配,有利于提升電池系統(tǒng)的能量密度。
固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn):
由于采用了固態(tài)的電解質(zhì),與傳統(tǒng)鋰電池相比,固態(tài)電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)、起火風(fēng)險(xiǎn)低,能量密度高的特點(diǎn)。
固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化時(shí)點(diǎn):
一般認(rèn)為,要解決電池的能量密度問題,消滅里程焦慮,最后的方案是固態(tài)電池。雖然固態(tài)電池有很多優(yōu)點(diǎn),但是由于成本高、產(chǎn)能低,一直遲遲未得到普及。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
固態(tài)電池的商業(yè)化進(jìn)程可能沒有大家想的那么快,2019年寧德時(shí)代就表示,正在進(jìn)行全固態(tài)電池的研發(fā)工作,也制作出了樣品,但是要完全商品化還需要10年時(shí)間,也就是說離量產(chǎn)還很遠(yuǎn)。
固態(tài)電池應(yīng)用進(jìn)度預(yù)計(jì):
-2021年,是固態(tài)電池市場(chǎng)孕育期,進(jìn)行相關(guān)產(chǎn)品的規(guī)劃和研發(fā),市場(chǎng)仍是三元電池的天下。
-2021-2025年,進(jìn)入固態(tài)電池應(yīng)用初期,電池能量密度達(dá)到300-500Wh/kg,小部分高端電動(dòng)車將搭載固態(tài)電池。
-2025-2030年甚至更長(zhǎng)時(shí)間,真正迎來市場(chǎng)成熟期,固態(tài)電池能量密度達(dá)到突破500Wh/kg,真正普及量產(chǎn)。
總的來說,全固態(tài)電池,尤其是針對(duì)車輛這類大電流的應(yīng)用,距離工業(yè)規(guī)模化還比較遠(yuǎn),需要進(jìn)一步提升技術(shù)水平、控制成本。
|為什么有人說馬上量產(chǎn),有人卻說需要10年?
你可能會(huì)猜到,目前市面上宣傳的那些量產(chǎn)的固態(tài)電池,并不是全固態(tài)電池,而是一種半固態(tài)電池。
半固態(tài)電池,通常是一側(cè)電極采用固態(tài)電解質(zhì),而另一側(cè)電極仍用液態(tài)電解質(zhì)。嘗試半固態(tài)電池的,很多是出于快速商業(yè)應(yīng)用的考慮,比如豐田將目標(biāo)定于研發(fā)電車用的全固態(tài)電池,但也表示會(huì)從半固態(tài)電池開始逐步進(jìn)入市場(chǎng)。
而寧德時(shí)代所說的量產(chǎn)需要十年,指的是全固態(tài)電池,這是電池的目標(biāo)。
豐田和QuantumScape的固態(tài)電池,會(huì)對(duì)頭部動(dòng)力電池企業(yè)造成威脅么?
從固態(tài)電池的研發(fā)方面看:
歐美電池技術(shù)創(chuàng)新主要以創(chuàng)業(yè)型公司為主,因?yàn)闅W美都是小企業(yè)來負(fù)責(zé)創(chuàng)新,大企業(yè)用并購的方式來解決創(chuàng)新問題,所以他沒有必要廣泛的去試探。
日本以傳統(tǒng)車企、機(jī)械企業(yè)為主,因?yàn)槿毡镜膫鹘y(tǒng)企業(yè)都是有很強(qiáng)的前瞻性的,任何新技術(shù)都要去試一試。
中國(guó)進(jìn)入固態(tài)電池領(lǐng)域相對(duì)較晚,但是,我們認(rèn)為固態(tài)電池也沒有媒體傳的那么神,研發(fā)即使最后相差1-2年,也不足以顛覆頭部動(dòng)力電池公司。
第一,鋰電池成為主流,改進(jìn)速度會(huì)很快?,F(xiàn)在的液態(tài)形式的三元鋰電池或磷酸鐵鋰電池,會(huì)不斷的改進(jìn),尤其如果每年都能改進(jìn)30%,5年10年,改進(jìn)后的效能和固態(tài)電池也相差不大了。
第二,固態(tài)電池的創(chuàng)新技術(shù)容易匯集到頭部企業(yè)。因?yàn)楣虘B(tài)電池還是鋰電池的路線,在鋰電池路線里,這些不斷提升的技術(shù)最后容易匯集的是頭部企業(yè)。對(duì)于新的電池技術(shù)突破,自己建廠有很高的門檻和風(fēng)險(xiǎn),所以很多人會(huì)把技術(shù)賣給頭部企業(yè),很快就能讓它放大上量。固態(tài)電池之間的相對(duì)技術(shù)差距沒那么大,并且在固態(tài)電池的商業(yè)化里,顯然量大的優(yōu)勢(shì)才更重要。
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