“全固态电池的量产和商业化还面临着许多亟待解决的课题,但半固态电池与现有的液态电池工艺设备和材料兼容,能够较低价量产是满足市场APP应用的基本条件。 》最近在山东枣庄国家高新技术产业开发区召开的第二届新一代电池技术与市场应用研讨会上,卫蓝新能源副总经理晋指出,固液混合的半固态电池是当前市场的理想选择。
业内人士进一步指出,未来全固态电池不一定会安装在汽车上,半固态电池可以满足高安全性和高能量密度的诉求,或汽车动力电池行业的终极方案。
汽车和资本竞相支援
经过10年的高速发展,液态锂离子电池价格大幅下降,能量密度持续提高,已成为世界汽车用动力电池市场的主流产品。 但是,液体锂离子电池着火爆炸事故频发,市场对其安全性提出了更高的要求。
“18650型锂电池的爆炸威力相当于小型手榴弹,但被钢套束缚着。 ”宁德万和投资集团投资部总监喻军指出,锂离子电池得不到本质的安全,使用电解液越多越危险。 锂电池领域发展到今天,人们最担心的还是安全问题,其次是能源效率和价格。 因此,用固体电解质代替电解液具有更高的能量密度和安全性,被认为是电池领域的迅速发展方向。
今年以来,固体电池成为资本市场、电池公司和各大型车企争先支援的对象。 1月9日,蔚来汽车在nioday发布150千瓦小时固体电池,声称其能量密度将达到360千瓦小时/公斤; 3月15日,大众汽车在第一次电池日表示,未来动力电池的目标是固态电池。 随后,蜂巢能源、前线锂业等公司也宣布跟进固体电池的开发和生产。
准确地说,上述公司提到的固体电池是固液混合的半固体电池,电池内还存在5-15%的电解液。 现在,业界将半固体电池和全固体电池统称为固体电池,与以前流传下来的液态电池相比。
据悉,全球已有40多家固体电池制造商,中国台湾辉能、江苏清陶、北京卫蓝、无锡海特等公司研发布局较早,前4家接近产业化,至少建成了试制规模的实验线路,并已应用于无人机,开始商用。 晋表示,半固态电池有望在5年内实现规模量产,全固态电池有望在5-10年商业化应用。
全固态电池难以批量生产应用
全固态电池的应用并不容易,目前,固态电解质与电极之间的界面电阻大、电解质的可塑性差、循环寿命还有待提高等许多技术问题尚未得到解决。 “并不是说实验室制作综合优良的产品就可以批量生产。 》晋表示,固态电池的批量生产受诸多因素的影响,包括能否大量供应材料、价格控制是否达到顾客接受的水平等。
不仅如此,经济性还决定了产品批量生产的程度。 中国电池产业研究院院长吴辉认为,液体锂离子电池的能效和经济性已经达到了最高状态,仍然存在能量密度和安全性等问题,但在市场应用方面,液体电池无疑是最经济的选择。
天风证券研究所副所长杨诚笑也认为,锂电池完全实现本质安全非常困难,必须从市场化的角度考虑其必要性。 “固体电池最大的特点是安全,但必须认为电池进入市场是商业行为。 ”
浙江锋锂新能源总经理许晓雄表示,这是固液混合的半固态电池或动力电池行业的最终路线。 以产品化为目标,从能量密度、倍率、循环、业务温度域、安全性、批量生产能力和价格7个维度来看,半固态电池的每一个指标都不完美,但都有均衡的综合特征。 “全固态电池的低温性能、价格、规模的量产还很难突破,车载的全固态电池不一定能用。 ’他进一步强调,不能妖魔化固体电池。 那不是概念,只是处理动力电池高比能和高安全两大问题的一种方法。
半固态电池的综合特征突出
随着研究开发的加快,固体电池能否推翻现有的材料体系也引起了业界的关注。
对此,深圳新宙斯盾科技理事长覃九三持否定意见。 “有些行业对电池的能量密度要求特别高,固体电池发展很快空,但固体电池上市后,初期并未形成某些方面的特点,因方案而异。 现在是动力电池技术百花缭乱的时代,任何技术都有可能率先突破。 ”
相比之下,半固态电池可以兼顾液体电池和全固态电池的性能特点,最大程度上兼容现有的工艺、设备和材料,可以迅速落地。 卫蓝新能源去年实现了半固态电池的批量生产和大量销售,但之所以迅速上市,是因为尽量借用现有的液态电池装备和技术,其中只有10%-20%的工艺设备要求不同,主要是固态电解质膜的引入,原位固化普
许雄表示,固态电池不渴望锂离子电池生产线,半固态电池在组装上与现有的液态电池生产线兼容80%以上,剩下的20%可以通过生产线改造完成,无需大幅度变更,实现规模化、自动化、高效批量生产
即使是全固态电池,对现有材料系统的影响也有限。 吴辉认为,全固态电池将完全取代电解液和隔膜,但正负极活性物质将维持原有的材料体系。 例如,开发高能量密度的全固体或固液混合电池的正极材料,或高镍三元,或负极材料为石墨或硅碳等,铜铂、铝铂用于正负级,卷绕工序和电池组装工序也差不多。
标题:“半固态电池:新能源汽车理想动力选择?”
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