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固态电池将取代锂电池,真的吗?其实固态电池还是锂电池!

来源:宝鄂实业    2019-03-27 10:43    点击量:
最近时间媒体争相播报固态电池将取代锂电池,锂电池要淘汰的消息。真是这样吗?其实固态电池只是下一代锂电池。
 
这些报道源于各路车企,如:宝马、本田、丰田和日产等传出在2020年左右将推出固态电池汽车的消息。固态电池是怎么一回事呢?
 
 
固态电池
固态电池的工作原理与传统锂电池是一样的。固态锂电池的不同在于采用固态物质(比如:聚合物和无机材料等)做电解质,而不是传统锂电池采用的液态电解质。因为使用固态电解质,被称为固态电池。
 
目前占据主流仍是液态锂电池,但现有液态锂电池的能量密度已经达到瓶颈,未来将无法满足技术提升的需求。而固态电池能量密度是液态锂电池的二倍以上,更重要的是固态电池安全性高。
 
固态电解质具有不可燃、不挥发、不漏液等优点,而且固态电池也不会出现锂枝晶刺破隔膜导致短路的现象,克服了易燃易爆的问题。因此,众多公司都发力研究下一代固态锂电池技术。
在路上行驶时,我们不难发现,路面上多了许多新能源汽车,新能源汽车基本上是不太稳定的,尤其是续航问题,许多车主不选择新能源汽车,也是因为续航问题,因为新能源汽车的续航问题,满足不了更多车主的需求,不得不承认的是新能源汽车的电池技术是新能源汽车的一大障碍,然而这些新能源技术又有了新的突破,让续航一千公里不再是梦,这是新能源车主的福利!
 
 
新能源汽车上的国产电池一直是被研究的技术,现在能实现量产的话,,可以让整个新能源汽车都非常兴奋,表达固态电池,也就意味着离新能源的普及更加接近了,而新能源的汽车技术也更上了一层楼,如今固态电池的生产线已经在昆山正式生产。
 
 
新能源汽车能够续航一千公里意味着我们要超过美国的新能源巨头特斯拉,美国的新能源巨头特斯拉续航也只能达到600公里,想必车主们都知道,他说他的新能源技术是世界领先的,如今我国新能源技术有了新的突破,让续航超过一千公里不再是梦,比美国的新能源巨头特斯拉要高出了将近一倍的续航能力。
 
 
过来电池的续航能力比较强,在安全性能上也比较有优势,固态电池内部并没有易燃的电解液,固态电池采用了固态的电解质,让在高温情况下的固态电池更加安全,波导电池的能量密度是非常高的,而特斯拉使用的是液态电池,液态电池的能量密度可以达到280Wh/kg,而固态电池的能量密度超过了400Wh/kg。新能源汽车上的固态电池技术有了新的突破,让我国的新能源汽车行业又有了新的发展方向,让新能源汽车的续航能力达到一千公里,不再是梦,而这种新能源汽车会普及,新能源车主的福利来了!
而目前主流的三元锂电池,单体能量密度在230Wh/kg左右,而当前投入使用的最高能量密度的三元锂电池,是特斯拉与松下联合研发的21700电池,据说其电池系统能量密度达280Wh/kg(存疑)。
 
 
单体21700电池
单体电池能量密度:仅单个电池的能量/质量密度电池系统能量密度:包含组成电池包的支架、串并联线等一个整体的电池包能量/质量密度。因此,单体电池能量密度通常大于系统电池能量密度;通常所说的电动车动力电池的能量密度都是系统能量密度。
 
 
大量单体圆柱电池组成的电池组
能量密度300Wh/kg基本就是液态电解质电池的极限了,纯电汽车的续航里程因此迟迟无法突破。
 
未来的电池的发展,除了暂时看不到希望的氢燃料电池,就只有固态电池能突破能量密度限制,同时离我们最近,也最接地气。
 
所以固态电池是全球车企、电池企业追逐的热点,中、日、韩、美均有大公司、初创公司等进入。
 
 
固态电池
而中国企业率先宣布量产,虽然产量较小,仅年产10万kWh,只够装备1500辆电动车;但是证明了中国正在引领未来,领导一个新的时代到来。
 
那么固态电池相比液态电池有什么优点呢?
 
第一、安全性高,因为它没有易燃烧有机溶剂电解液,采用固态电解质稳定耐高温。
 
第二、能量密度高,因为两点,一是固态电解质的密度是高于液态,二是可以更加紧密的组合在一起,体积比能量也会高。
 
第三、正极材料选择范围宽,这样可以使用提高比能量的材料。
 
 
电池
问题也不是没有,比如新材料的研发、当前制造成本较高等。
 
相信清陶能源也是因为虽然已经突破固态电池量产技术,但成本较高;所以产量较小,将优先用于特殊装备和高端数字产品。
 
 
固体电池点亮灯泡
或许大家还是没理解固态电池对于新能源汽车的意义,下面就以国产电动车品牌比亚迪旗下的畅销纯电动车-E5 450来举例帮助大家理解。
 
 
比亚迪E5
目前e5 450搭载了比亚迪自主研发的三元锂电池 ,电池系统能量密度为140.67Wh/kg,电池组容量60.48kWh,E5的三元锂电池组重430kg左右;
 
工信部综合工况续航400km,综合工况下百公里能耗15.12kWh。
 
那么将E5的三元锂电池换成400Wh/kg的固态电池呢?
 
 
比亚迪E5净车重1900kg
单体电池能量密度400Wh/kg,因为固态电池更安全更稳定,附加的电池辅助装置会少很多;所以系统能量密度能有单体电池的70-80%之间,固态电池的系统能量密度大致为300Wh/kg。
 
同样的重量,若使用固态电池,E5的电池容量可达300Wh/kg*430kg=129000Wh=129kWh。
 
综合续航可达,129/15.12=853公里。
 
若是再考虑固态电池的电量输出能力,百公里能耗或许有望下降到12kWh,那么综合续航超千里,也不是瞎话!