2017年12月份,作為特斯拉大電池供應商的松下,正式宣布與豐田汽車(chē)達成合作意向,雙方正考慮聯(lián)合開(kāi)發(fā)固態(tài)電動(dòng)汽車(chē)電池。
根據公開(kāi)資料顯示,松下目前是全球最大的電動(dòng)車(chē)電池供應商,2017年上半年,松下在插電式混合動(dòng)力車(chē)和電動(dòng)車(chē)的電池市場(chǎng)占據著(zhù)29%的份額,其競爭對手LG化學(xué)、比亞迪、寧德時(shí)代分別持有13%、10%和9%的市場(chǎng)份額。
此次合作不僅將會(huì )增加豐田汽車(chē)在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域的優(yōu)勢,同時(shí)也將進(jìn)一步提升松下在汽車(chē)鋰離子電池市場(chǎng)的地位。
繼豐田抱緊松下大腿后,同期從外媒獲悉,寶馬公司已經(jīng)宣布與美國固態(tài)電池公司Solid Power合作開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)的下一代固態(tài)電池;另外,本田宣布也開(kāi)始研發(fā)全固態(tài)鋰電池。
綜合來(lái)講,目前除豐田、本田、日產(chǎn)外,一些國外車(chē)企業(yè)如寶馬以及國內眾多零部件供應商都開(kāi)始加速固態(tài)電池的商業(yè)化布局,預計2018年固態(tài)電池商業(yè)化進(jìn)程將有更明確的時(shí)間表。
知名車(chē)企為何都認定了固態(tài)電池技術(shù)?
固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池,而液態(tài)電池使用的是電解液。全固態(tài)電池一般功率密度較低,能量密度較高,所以它是電動(dòng)汽車(chē)很理想的電池。其當前能量密度約400Wh/Kg,預估*大潛力值達900Wh/Kg。
據了解,相比于液態(tài)電池,固態(tài)電池*突出的優(yōu)點(diǎn)是安全性。液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆,以及在充電過(guò)程中鋰枝晶的生長(cháng)容易刺破隔膜,引起電池短路,造成安全隱患。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液?jiǎn)?wèn)題,搭載全固態(tài)鋰電池的汽車(chē)的自燃概率會(huì )大大降低。
而且固態(tài)電池電解質(zhì)也克服了鋰枝晶(指采用液態(tài)電解質(zhì)的鋰電池在充電時(shí),鋰離子還原時(shí)形成的樹(shù)枝狀金屬鋰單質(zhì))現象,在具有較高能量密度的同時(shí),大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命,理想情況下循環(huán)性能表現優(yōu)異,能夠達到45000次左右,材料應用體系范圍大幅提升,為具有更高能量密度空間的新型鋰電池技術(shù)奠定基礎。
固態(tài)電池道阻且長(cháng),但已是發(fā)展之必然!
全固態(tài)鋰離子電池并非上乘無(wú)缺,其*大的一個(gè)缺點(diǎn)就是高倍率放電性能極差,原因就是鋰離子的固態(tài)擴散速度比在溶液里擴散慢得多,因此目前還只能應用在小電流的設備中,而在快充功能方面實(shí)現起來(lái)就比較困難了。
另外一個(gè)缺點(diǎn)就是制造技術(shù)復雜,成本較高。需要從固態(tài)電解質(zhì)、正負極材料上著(zhù)手,一旦這些問(wèn)題能夠有效解決,必將在未來(lái)掀起一場(chǎng)新的電池變化。綜合來(lái)講,固態(tài)電池實(shí)現產(chǎn)業(yè)化雖然道阻且長(cháng),但已是發(fā)展之必然!
“如果能量密度進(jìn)一步提高,大于500瓦時(shí)/公斤的話(huà),從現在開(kāi)始就要考慮固態(tài)鋰電池,以及鋰空氣電池、鋰硫電池等新的電化學(xué)體系探索研究”,中國工程院院士陳立泉在談到電池的未來(lái)發(fā)展時(shí)表示。電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)中長(cháng)期發(fā)展需要進(jìn)行技術(shù)儲備,固態(tài)電池有望成為我國下一代車(chē)用動(dòng)力電池的重要技術(shù)路線(xiàn)。
據不完全統計,目前,豐田、松下、三星、三菱、寶馬、現代、菲斯科、戴森、寧德時(shí)代等數家企業(yè)都在加緊布局固態(tài)電池的儲備研發(fā)。而從技術(shù)來(lái)說(shuō),相對而言,技術(shù)成熟度較高、技術(shù)沉淀較深的當屬法國的Bolloré、美國Sakti3和日本豐田,這三家也分別代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固態(tài)電解質(zhì)的典型技術(shù)開(kāi)發(fā)方向。
目前寧德時(shí)代做的鋰金屬固態(tài)電池能做到300周以上,在82%;豐田則是在此前宣布開(kāi)發(fā)出全固態(tài)鋰離子電池原型能量密度為400Wh/L,這種電池大約在2020年實(shí)現商業(yè)化應用,到2025年得到實(shí)質(zhì)性改善。