鉅大LARGE | 點擊量:3085次 | 2018年11月02日
三元鋰電池能量密度接近極限
前言:三元鋰電池目前的單體能量密度已經接近極限,很難再有大的突破。越來越多的國內外企業(yè)和研究機構將重心集中到了固態(tài)電池上。
目前純電動汽車的發(fā)展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破,純電動車的續(xù)航里程就無法大幅提高,純電動汽車的發(fā)展將智能依賴于政策支持,缺乏市場動力。
近日,中國科學院寧波材料技術與工程研究所宣布,由其牽頭承擔的納米先導專項“全固態(tài)電池”課題已通過驗收。這一技術進展將推動國內全固態(tài)鋰電池的規(guī)?;瘧谩?/p>
業(yè)內人士表示三元鋰電池目前的單體能量密度已經接近極限,很難再有大的突破。要想進一步提升三元鋰電池的能量密度,就需要進一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升后,由于高鎳的熱穩(wěn)定性很差,電池內部的熱反應就會非常劇烈,安全問題令人擔憂。
依靠三元里電池技術路線,動力電池能量密度要做到350Wh/kg的目標,難度很大。因此行業(yè)希望依靠固態(tài)電池進一步提升電池能量密度。固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。其固態(tài)電解質不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,高溫下表現(xiàn)良好,安全性更高。固態(tài)電池會大大降低電動車自燃的概率。
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%
越來越多的國內外企業(yè)和研究機構將重心集中到了全固態(tài)鋰電池上。大眾曾宣布計劃研發(fā)續(xù)航1000km固態(tài)電池;豐田汽車預計2022年完成固態(tài)電池的研發(fā)工作,并計劃于2030年實現(xiàn)量產。
電解質材料是全固態(tài)鋰電池技術的核心,目前固態(tài)電解質的研究主要集中在三大類材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好,已經有商業(yè)化的應用案例;氧化物循環(huán)性能良好,適用于薄膜柔性結構;硫化物電導率最高,是未來主要方向。
不過,固態(tài)電池仍然面臨一些技術難題。固態(tài)電解質具有高的電阻,在電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在技術挑戰(zhàn)。今年5月,豐田表示期望在2020年以后能制造出固態(tài)電池,但若要實現(xiàn)固態(tài)電池的量產,還需要等到2030年以后。
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