如何解决电动车续航焦虑,固态电池是救命稻草吗?

  • 来源: 驱动号 作者: 闫珅祥   2019-11-27/18:04 访问量:
  • 近年来随着电动车的普及,电动车的续航里程就成为了大家最关注的事情。一般来说,想要解决电动车续航焦虑的办法之一就是提升电池容量,除此之外就是加快充电速度同时提升充电桩的数量。对于车企而言,提升电池容量算得上是最直截了当的方式,不过现实是电池技术在最近很长一段时间内都没有革命性的升级。在这种情况下,一直被誉为下一代电池技术的固态电池已经从实验室研究到了量产研发阶段,那么这种电池可以解决电动车目前的困境吗?

    目前绝大部分电动车采用的还是锂电池,这类电池一般是使用二氧化锰为正极材料,金属锂或其合金金属为负极材料,使用非水电解质溶液的电池。它的优点是能量比较高,具有高储存能量密度,使用寿命长,重量轻等特点。但是锂电池也并不是完美的一个状态,因为它在使用过程当中安全性能相对较差,有发生爆炸的危险,同时锂电池需要使用保护线路,以防止电池被过充电或者过放电。

    而所谓的固态电池,顾名思义就是使用固体材料作为电解质的电池。相比于传统的锂电池来讲,由于固态电解质取代了传统锂离子电池中可能燃爆的有机电解液,这样解决了高能量密度和高安全性能两大难题,在相同能量下用固态电解质取代电解液的电池,更薄且体积更小。

    除此之外,固态电池还具备非常多的优点,不易燃烧、不易爆炸,无持续界面反应,无电解液泄露、干涸问题,高温性能更好,无胀气,原材料纯度要求降低,正极选择面宽,非活性物质体积量减少,电芯内部可串联。

    正因为固态电池容量大,体积小同时还更安全,所以供应商、材料企业、电池企业都在大力推进固态电池的研发。车企尽管在电化学方面的技术积累薄弱,但在固态电池的研究方面也不甘人后。诸如宝马、丰田、本田、现代等大部分车企都在研究固态电池技术。

    宝马在布局固态电池领域时选择两条腿走路。一方面在自建电芯研发中心,研发固态电池技术,根据此前的报道,宝马自产的固态电池有望于2026年实现量产。另一方面,宝马也积极和Solid Power在固态电池方面深度合作,快速提升电池研发能力。

    本田发言人Teruhiko Tatebe此前接受采访时表示:“我们正在试验所有类型的全固态电池,目前未与其他汽车制造商合作研发。日本共同社曾报道了这一消息,称本田和日产都在研发全固态电动汽车电池。同为日本车企的丰田在2017年宣布组织200人的团队加快固态电池研发进度,其研发方向集中在的对硫化物体系固态电解质进行研究,以提高电池的能量密度、电导率、循环寿命、安全性能等性能,预计2022年量产固态电池。

    作为韩国汽车产业的代表,现代早在2017年就开始了自主研发固态电池的工作。2018年7月,现代汽车宣布投资位于马萨诸塞州的Ionic Materials公司,主要进行固态电池研发工作。有业内人士透露,现代旗下的电池研发团队目前已取得一定的技术水平,预计2025年可实现固态电池量产。

    另外值得一说的还有戴森,尽管戴森已近宣布放弃造车计划,不过这家企业在此前还是在固态电池领域有着一番作为。2015年,戴森以9000万美元的价格收购了位于美国密歇根州的固态电池公司Sakti3。Sakti3是一家专门开发全固态电池的公司,在氧化物固态电解质研发上处于领先地位。虽然戴森不造车了,但说不定还可以成为固态电池供应商。

    从这些车企的动作来看,固态电池在汽车领域实现量产的时间基本都在2025年左右,也就说5-10年内,固态电池有望大规模应用在汽车领域。既然车企都在积极研发固态电池,那是不是意味着这种新型电池有望让电动车不再为续航而纠结呢。答案是否定的。

    固态电池采用的是聚合物、氧化物、硫化物。三种固态电解质材料,而这三种固态电解质材料的缺点就是低离子电导率。一旦离子导电率低的话,会使得内部的阻值变大,导致充电速度缓慢。从而会使得想快速的充电还是很难实现的。

    另外,固态电池现阶段的成本相对于其它类型的电池成本要高很多,做为新兴电池技术,尚未用于量产车中。相对于现有的锂电池来说,没有完善的产业链,从电池的生产和制备工艺上面来看还是比较复杂的,技术上面并不成熟。

    总体来说,不论是安全性还是能量密度,固态电池都是比现在普遍使用的锂离子电池更适合电动汽车的能量储存装置。但就目前而言,固态电池在导电率、内阻、充电速度及成本方面还存在不少问题,如果各大车企能在未来五到十年内将上述问题解决,那么固态电池还是很有希望在电动车领域大放异彩。


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