400Wh/kg不是夢！國內(nèi)首家固態(tài)電池量產(chǎn)
時(shí)間:2018-11-23 09:50來源:VehicleTrend車勢 作者:金東
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聽說“國內(nèi)固態(tài)電池量產(chǎn)了”的消息時(shí)，小編并沒有特別激動(dòng)，第一反應(yīng)是：真的假的啊？畢竟關(guān)于固態(tài)電池的量產(chǎn)出過不少假消息。
可這次卻是真的！
日前，國內(nèi)首條固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線在江蘇昆山建成投產(chǎn)！電池中國網(wǎng)從蘇州清陶新能源科技有限公司（以下簡稱蘇州清陶）方面獲悉，這條固態(tài)電池生產(chǎn)線，可日產(chǎn)1萬只固態(tài)電池，電池能量密度可達(dá)400Wh／kg以上。目前該產(chǎn)品已在特種電源、高端數(shù)碼等領(lǐng)域成功應(yīng)用，預(yù)計(jì)在2020年進(jìn)入動(dòng)力電池應(yīng)用領(lǐng)域。
據(jù)了解，蘇州清陶已經(jīng)逐步解決了固態(tài)電解質(zhì)材料量產(chǎn)、固態(tài)電解質(zhì)膜成型技術(shù)、復(fù)合正負(fù)極配方工藝、極片與電解質(zhì)膜間固－固界面等一系列核心問題，在此過程中成功實(shí)現(xiàn)了氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料、功能型離子導(dǎo)體陶瓷復(fù)合隔膜等研發(fā)成果的產(chǎn)業(yè)化。
關(guān)于此次量產(chǎn)的固態(tài)電池的具體細(xì)節(jié)特性，蘇州清陶的相關(guān)人員給予了回饋，關(guān)于其性能參數(shù)，如圖所示。
（固態(tài)電池性能參數(shù)圖，蘇州清陶提供）
據(jù)中科院院士、清華大學(xué)教授南策文介紹，相較于傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池而言，固態(tài)鋰電池具有高安全性、高能量密度和柔性化等優(yōu)點(diǎn)。他指出，固態(tài)鋰電池的驅(qū)動(dòng)力更強(qiáng)，能量儲備更大，充電更快、持續(xù)時(shí)間更長。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為，固態(tài)電池是未來主要發(fā)展趨勢。國家工信部等四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》明確提出，加大投入研發(fā)新的動(dòng)力鋰電體系，其中就包括固態(tài)電池等新型電池。
電池起火的“終結(jié)者”
近年來，新能源汽車起火事故頻發(fā)，大多與動(dòng)力電池有關(guān)。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2018年上半年電動(dòng)汽車發(fā)生過幾十起燃燒事故。新能源汽車發(fā)生燃燒最為常見的主要場景表現(xiàn)為充電過程中的燃燒，此外，電池在行駛或停駛過程中也會發(fā)生燃燒事故。
動(dòng)力鋰電池為何會起火呢？據(jù)業(yè)內(nèi)人士分析，電池起火的原因在于傳統(tǒng)鋰電池在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路；電解液為有機(jī)液體，在高溫下會加劇發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向。
而全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液，有望從根本上解決電池安全性問題，是電動(dòng)汽車和規(guī)模化儲能理想的化學(xué)電源。即使對固態(tài)電池進(jìn)行針刺、剪切、擠壓、重物沖擊等各種物理破壞均不會出現(xiàn)冒煙、起火、爆炸等事故，能夠滿足特殊應(yīng)用場景的高安全需求。
重新定義鋰電池形態(tài)
當(dāng)前，我國新能源汽車市場上的純電動(dòng)汽車所搭載的動(dòng)力電池，大多數(shù)為三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料電池。盡管相比鉛酸和鎳氫電池，能量密度已經(jīng)有了極大的提高，但是依然難以打消消費(fèi)者的里程焦慮困擾。
新能源汽車產(chǎn)業(yè)出于續(xù)航里程的考慮，迫切需要高能量密度的電池進(jìn)入到實(shí)際應(yīng)用階段。根據(jù)國家《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展計(jì)劃》和《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》的相關(guān)政策，我國動(dòng)力電池系統(tǒng)的能量密度需要在2025年至2030年達(dá)到350Wh／kg的目標(biāo)，以滿足市面上乘用電動(dòng)汽車的續(xù)航里程要求。
“以目前的三元鋰電池的技術(shù)路線，動(dòng)力電池能量密度單體要做到350Wh／kg的目標(biāo)，在五年內(nèi)基本不可能實(shí)現(xiàn)。而且，即便實(shí)現(xiàn)了，安全性也無法得到保障。因此，固態(tài)電池商業(yè)化能否突破，對汽車電動(dòng)化的前景影響重大。” 某業(yè)內(nèi)人士表示。
除了具備高安全性、高能量密度，固態(tài)電池還具有柔性特征。“固態(tài)鋰電池的量產(chǎn)，為提高鋰電池儲能提供了新的路徑，有助于推動(dòng)鋰電池向小型化、微型化、柔性化發(fā)展，并重新定義鋰電池的形態(tài)，打破傳統(tǒng)方方正正或圓柱的形態(tài)，未來可以做成任何形狀的部件，提高空間使用效率。”蘇州清陶總經(jīng)理李崢表示。
固態(tài)電池的兩個(gè)方向
據(jù)了解，目前固態(tài)電池的研發(fā)有兩個(gè)方向，一是鋰離子電池的固態(tài)化，全球范圍內(nèi)量產(chǎn)固態(tài)電解質(zhì)的企業(yè)還鳳毛麟角，一定程度上制約了固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度。另一研發(fā)方向是金屬固態(tài)電池，最常見的是鋰硫電池。當(dāng)電解質(zhì)換成固體之后，鋰電池體系由電極材料－電解液的固液界面，向電極材料－固態(tài)電解質(zhì)的固固界面轉(zhuǎn)化，目前此項(xiàng)技術(shù)業(yè)界都還在攻關(guān)中。
除了蘇州清陶，國內(nèi)的寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電、珈偉股份等電池廠商都在布局固態(tài)電池，其中寧德時(shí)代以硫化物電解質(zhì)為主要研發(fā)方向。在國際上，豐田、松下、三星、三菱、寶馬、大眾、現(xiàn)代、戴森等企業(yè)均在加緊布局固態(tài)電池技術(shù)的儲備。
行業(yè)人士認(rèn)為，雖然此次固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，但是要應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域還需時(shí)日，全固態(tài)鋰電池替代傳統(tǒng)鋰電池更是前路漫漫。目前在固體電解質(zhì)材料、界面性能優(yōu)化、電極材料選擇，以及成本、工藝等方面還有相當(dāng)長的路要走。不過，相信在廣大業(yè)界同仁的共同努力下，全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路必將走上快車道。
文章標(biāo)簽：
固態(tài)電池
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