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全固态锂离子电池距离市场化还有多远?

2020-03-15   点击量:294

全固态锂离子电池距离市场化还有多远?三元锂离子电池被固态电池取代的节奏正在变快,固态锂离子电池能量密度高、体积小,更具柔性和安全性优势,被认为是动力锂电池的未来解决方案,但从崭露头角到真正成熟地商业化应用,显然还有漫长的路要走。


全固态锂离子电池距离市场化还有多远?


所谓“全固态锂离子电池”是一种在工作温度区间内所使用的电极和电解质材料均呈固态,不含任何液态成分的锂离子电池。全固态锂离子电池由于采用高热稳定性的固态电解质,代替了易燃的常规有机溶剂电解液,电池燃烧问题可以得到有效解决。搭载全固态锂离子电池的汽车,自燃概率会大大降低,可以说是下一代新能源汽车动力锂电池的理想对象。


一项新技术的横空出世并不意味着能够马上进入寻常百姓家,很重要的一点在于这项技术在可量产的情形下,是否具备经济性,这也是赢得市场认可的关键。固态锂离子电池从研究层面到产业化阶段再到走入b端客户手中,必须在产业化的过程中,探索关于工艺、装备、材料等逐步定型,及降低成本的可行化路径。


全固态锂离子电池的固态界面接触性是重要的技术难点,也就是电解质与电极之间形成高电阻界面问题,还存在技术不确定性,未来还要较长时间的科研攻关。就储能性能来说,全固态锂离子电池并非完美无缺,其最大的一个缺点就是高倍率放电性能极差,原因就是锂离子的固态扩散速度比在溶液里扩散慢得多。不过一旦前面这些问题能够有效解决,必将在未来掀起一场新的电池革命。


由于兼顾安全性和续航里程优势,固态锂离子电池为动力锂电池向高比能方向发展带来了更多的可能性。尽管前景可期,但固态电池并非十全十美,仍有一些关键问题有待突破,如倍率性能偏低、充电速度慢、电解质材料缺乏等。


搭载全固态锂离子电池的汽车,自燃概率会大大降低。可以说,是下一代新能源汽车动力锂电池的理想对象。全固态锂离子电池是未来的发展方向,但还要较长时间的科研攻关。预计全固态锂离子电池会在2025-2030年之间取得突破。


全固态锂离子电池技术要克服的难题


一是界面的导电率,固态电池导电率要维持在在适当的水平,不能过高,也不能过低,这样的材料非常难开发。


二是没有找到即兼顾高倍率又能快充的复合性材料,现在用的固态电解质材料只能容纳其中某一方面特性。


固态锂离子电池究竟什么时候能量产,关系着新能源汽车何时才能真正意义上进入市场,因此固态电池发展的一举一动始终牵动着行业神经。过去五年来,关于固态电池技术突破的消息不绝于耳,但最终几乎所有的结果都停留在试验室阶段,关于量产商业化却始终没有明确答案。


总结:固态锂离子电池技术有一定前景,但距离技术成熟还要时间,目前也不足以改变特斯拉的战略。根据大部分公司的规划,固态电池技术真正成熟可能要等到2025年前后,真正具备量产量力可能要等到2030年前后。


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钜大特种电池工程研究院

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