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快充型锂离子电池相比固态电池技术核心在哪里?

来源:宝鄂实业    2019-10-13 10:47    点击量:
提到下一代电池技术,很多人的第一反应就是固态电池了。


事实上,在众多电池研究的单位中,选择固态电池作为技术方向的最多,但电池技术的分类其实非常广泛,除了固态电池,比较可行的还有以日本东芝为代表的快充型锂离子电池,也称“竞技技术”,而且这类电池也到了产业化的边缘。


所谓“竞技技术”其实就是东芝开发的“下一代SCiB”,SCIB通过在锂离子二次电池负极中,采用相对Li来说电势更高的钛酸锂(Li4Ti5O12:LTO),使得充放电循环寿命和安全性都得到了显著提高。由于电势高,锂不会沉积在负极上,所以不会存在由于Li枝晶造成短路的问题。实现了现有产品2.5倍的输入密度,同时体积能量密度增加到350Wh/L,达到了现有SCiB的2倍。


东芝不曾透露在下一代SCiB上实现超快速充电的具体技术,但有一个线索是,这个技术可能是由经营光学玻璃的Ohara公司开发的技术。而不管如何,这类超级快充技术也是目前的主流电池技术发展方向之一,国内最具代表性的企业就是微宏动力。


关于以超级快充为代表的充电速度和以固态电池代表的高能量密度,哪种技术会率先大规模应用在汽车上,其实很难说。毕竟快充电池还面临一个大功率充电以及电网负荷的问题;而固态电池其技术壁垒似乎更为高深。当然,如果能两者皆备,就真是福音了。


加拿大燃料电池龙头巴拉德动力系统公司(BallardPowerSystems)近日宣布,研发出新一代高性能燃料电池推进系统,可供无人机使用。巴拉德还收到了波音子公司Insitu的后续合同,新一代1.3千瓦(KW)燃料电池推进系统将用于Insitu公司“扫描鹰(ScanEagle)”无人机平台,供其进行更长航时的飞行测试。


新一代燃料电池推进系统较以往取得了一系列重要进展:新的膜电极组件(MEA)设计,让电池能量密度增加;新MEA和一步燃料电池堆密封处理工艺相结合,降低电池成本;同时,电池还具备更长的寿命。此外,虽然电池额定功率的所有增加,但电池尺寸和重量并没有明显变化,这对于无人机应用而言的是一个特别重要的进步。


点评:燃料电池运用到无人机领域,一点都不奇怪。就发展路线而言,燃料电池和锂电池本就是两个完全相反的方向,锂电池是囿于安全性(逐步提升),只能由小到大的应用,即手机数码到动力领域;而燃料电池则囿于成本,是由大到小的应用,目前燃料电池在军工领域已经相当成熟了,就性能而言,燃料电池可谓“天生动力”。而无人机相对汽车来说,没那么大的成本依赖,率先推广燃料电池,理所当然。