你知道固态电池在充电效率方面是否也有优势呢?
来源:宝鄂实业
2019-04-13 12:42
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正是因为固态电池可以破解当前三元锂电池高安全和高能量密度这一矛盾,是实现高安全和高能量密度的良方,所以被多数业内人士认为是动力电池技术发展的重要方向,群起而攻克之。
但不可忽略的是,被妖魔化的除了认为固态电池是全新一代的锂电池技术体系,还有它的安全性。很多人认为固态电池是绝对安全的。但在许晓雄看来,固态电池也并非所有的都安全,“我们也做过一些硫化物全固态电池,它在某些工况条件下也是不安全的,烧起来也比较厉害。”
实际上,固态锂电池因采用了固态电解质,在固固反应中减少了可燃气体的排放,同时由于没有可燃的电解液等材料,安全性能得以提升。据许晓雄介绍,宁波所与赣锋锂业合作生产的半固态电池,接受了包括针刺、挤压、过充、过放、加热等针对现有锂离子电池的系统检测的所有环节,其安全性较现有相同体系的传统锂离子电池有了一定的提升。“但在一些极限条件下,也会发生热失控等问题,”许晓雄进一步向电池中国网补充道,“通过对这些数据的分析,我们得出一个初步的结论:通过固态这一技术路线,能够较好解决或者部分解决现有高能量密度动力电池的安全问题。”
破解高能量密度与高安全性矛盾的良方
对于电池这一储存能量的产品来说,绝对安全似乎不太现实,但如果参照现有安全标准可保证很高的安全程度,那么市场对其的关注度就会非常高。
随着新能源汽车的大规模普及,新能源汽车安全事故也呈现上升态势,车辆自燃受到广泛关注。中科院院士欧阳明高给出的一组数据显示,通过对2018年集中出现的新能源汽车自燃事故进行分析,这些车辆搭载的动力电池多是2016年左右生产的NCM523型三元锂电池。彼时,新能源汽车动力电池仍以磷酸铁锂为主,为追求更高能量密度,不少动力电池企业把产品从磷酸铁锂切换成NCM523型三元锂电池。
时过境迁,但追求高能量密度动力电池的方向一直没有变。当下,为进一步破解新能源汽车续航里程短板,解决用户的里程焦虑,以及为车企拿到更多补贴,动力电池企业已瞄准了高镍三元锂电池技术路线,相关产品已陆续推出。不容忽视的便是,随着高镍三元材料的应用,安全风险也会随之增大,解决安全问题迫在眉睫。
国际巨头都在争相布局未来汽车市场格局的竞争利器
高镍化带来的安全焦虑并非只令中国企业头疼,日本、韩国也没有一家动力电池企业敢轻视之。韩国的LG化学和SKI为此还推迟了各自的高镍NCM811量产计划。同时,他们也在积极寻找其他能量密度更高、安全性更强、循环性能更佳的电池技术路线,其中被许晓雄认为能够较好解决或者部分解决现有高能量密度动力电池安全问题的固态电池便是他们钟情的一个重要方向。
在密度领先的优势下,在寿命和衰减方面是否也有优势呢?固态电池技术商也表示,其实与传统动力电池相比,固态电池其实并不具备明显的寿命优势,这也是目前技术需要继续攻克的方向,因为如果无法提高寿命和衰减能力,仅依靠能量密度优势,目前固态电池的成本仍然无法支持其大规模推广量产。
关于固态电池优化寿命的技术手段上,其将通过更加细小的电压侦测线材来降低“侦测损耗”和提高“侦测精准度”,带来的收益就是让电池的充放电效率更高,相比于传统动力电池在电压侦测上的损耗更小,变向提高了电池寿命。关于目前固态电池具体的寿命和衰减方面,技术商表示其完整充放电1000次后,电池还能保留88%的原始寿命。
●固态电池的充电效率有优势么?
固态电池的充电效率并不比当前的锂电池高太多,在同能量密度下,固态电池的充电时间也要在1小时左右,但当前的锂电池也具备同样的充电效率。另外在电池寿命方面,固态电池在完整充放电500次之后还能保持84%的使用寿命,数据同样与当前的电池技术基本相符。但报告中也提到,在固态电池中电极吸收离子的效率更高,虽然目前的充电效率并不算理想,但仍具备开发空间。
总结
目前PLG公司的陶瓷固态电池技术处于小规模量产状态,并且表示已经和欧美、日本以及中国车企进行了供应方面的沟通,而基于该电池技术目前欧洲也有了四台试产车,但官方表示不方便透露具体的汽车品牌。目前其也正在建立固态电池Gigafactory工厂,预计将在2020年正式投产,这也是一个固态电池的量产信号。还有另外一条路线就是向其他电池厂商或者汽车制造商授权“固态电池技术IP”,作为技术供应商的角色来推动固态电池的发展,而这个愿景的时间点会定在2022年。
根据《中国制造2025》中的技术目标,到2020年锂电池单体能量密度将达到300Wh/kg,2025年能量密度达到400Wh/kg,所以固态电池技术仍然是目前全球最为关注的发展方向。而目前中国汽车品牌对于固态电池的跟进程度还没有看到具体的进展,不过遵循“越接近量产就越要保密”的行业规则,中国汽车品牌能否在接下来带来什么样的惊喜呢?