固态电池汽车充电1分钟,续航800公里是真的吗?
来源:宝鄂实业
2019-08-10 21:02
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现在的电动汽车,无论炒的多火爆,用的还是锂电池,受到里程、充电时间的困扰。很多人都说,如果电池技术没有突破,电动车只能原地踏步。
所以现在各国各厂家都在研究新型电池,其中最令人关注的就是固态电池。
固态和锂电池最大的不同在于电解质,锂电池是液体,而固态电池是固体。
这样的电池密度大、体积小、易保存,能传导更大的电流,而且节省了大量冷却、电气的空间。
但是固态电池研发难度特别高,比如加拿大Avestor公司,很早就开始研发固态电池,一直到2006年申请破产,都没研究明白。
不过这项牛X轰轰的技术,还是被研究出来了,技术来自美国的新兴车企菲斯克。
关于菲斯克
菲斯克2005年成立于美国加州,由菲斯克汽车设计公司和量子技术公司合资成立
总裁是亨德里克·菲斯克,大师级设计师,宝马Z8、阿斯顿马丁DB9 、V8 Vantage都出自他之手。
因为设计玩的溜,所以最开始主要设计制造纯手工的炫酷超跑,后来瞄准了新能源汽车市场。
在2011年,开始出售插电混动汽车Karma,定价10万美元,动力由2.0T发动机+2电机组成,续航483公里,6.3秒破百。
但是卖的实在太贵,车性能不稳定,还召回好几次,所以卖的不咋地,贷款都还不上了,差点倒闭。
沉寂了一段时间后,在今年的CES展会上推出了固态电池版的豪华电动汽车——Emotion,就是今天的猪脚了。
关于Emotion
颜值
设计出身的车企,造型都不会太差,何况它的老板还是设计过宝马Z8的大师级人物。
Emotion车身和尺寸都像它的竞争对手特斯拉Model S。外观好看是好看,但是有点普通了,跟以前他设计的Z8不能比。
比较独特的是,它采用剪刀门+鸥翼门设计,视觉效果极其惊艳。车门上是触摸感应屏把手,可以直接用手机APP控制。
内饰
锂金属负极在当前传统液态电池体系难以实现。锂金属电池的研究最早可追溯到上世纪60年代,并在20世纪70年代已成功开发应用于一次电池。
而在可充放电池领域,金属锂负极在液态电池中存在一系列技术问题至今仍缺乏有效的解决方法,比如金属锂与液态电解质界面副反应多、SEI膜分布不均匀且不稳定导致循环寿命差,金属锂的不均匀沉积和溶解导致锂枝晶和孔洞的不均匀形成。
固态电解质在解决锂金属负极应用问题上被科学界寄予厚望。研究者把解决金属锂负极的应用问题寄希望于固态电解质的使用,主要思路是避免液体电解质中持续发生的副反应,同时利用固体电解质的力学与电学特性抑制锂枝晶的形成。
此外,由于固态电解质将正极与负极材料隔离开,不会产生锂枝晶刺破隔膜的短路效应。总而言之,固态电解质对于锂金属负极拥有更好的兼容性,锂金属材料将在固态电池平台上率先应用。
减轻系统重量,能量密度进一步提升
固态电池系统重量减少进一步提升能量密度。动力电池系统需要先生产单体,单体封装完成后将单体之间进行串联组装。若先在单体内部进行串联,则会导致正负极短路与自放电。固态电池电芯内部不含液体,可实现先串并联后组装,减少了组装壳体用料,PACK设计大幅简化。
此外,由于彻底的安全特性,BMS等温控组件将得以省去,并可通过无隔膜设计进一步为电池系统“减负”
固态电池是最有希望率先产业化的下一代电池技术
固态电池体系革命更小。锂硫电池、锂空气等体系需更换整个电池结构框架,难题更多也更大,而固态电池主要在于电解液的革新,正极与负极可继续沿用当前体系,实现难度相对小。
锂金属负极兼容,通过固态电解质实现。锂硫、锂空气均需采用锂金属负极,而锂金属负极更易在固态电解质平台实现。
固态电池作为距离我们最近的下一代电池技术已成为科学界与产业界的共识,是后锂电时代的必经之路。
▌固态电池距离我们还有多远
高阻抗、低倍率的核心难题
当前固态电解质体相离子电导率远低于液态电解质的水平,往往相差多个数量级。按照材料的选择,固态电解质可以分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系,而无论哪一种类别,均无法回避离子传导的问题。
电解质的功能在于电池充放电过程中为锂离子在正负极之间搭建锂离子传输通道来实现电池内部电流的导通,决定锂离子运输顺畅情况的指标被称为离子电导率,低的离子电导率意味着电解质差的导锂能力,使锂离子不能顺利在电池正负极之间运动。
聚合物体系的室温电导率约10-7-10-5S/cm,氧化物体系室温下电导率为10-6-10-3S/cm,硫化物体系电导率最高,室温约10-3-10-2S/cm,而传统液态电解质的室温离子电导率为10-2S/cm左右,比任意固态电解质类型的离子电导率都要高。
此外,固态电解质拥有高界面阻抗。在电极与电解质界面上,传统液态电解质与正、负极的接触方式为液/固接触,界面润湿性良好,界面之间不会产生大的阻抗,相比较之下,固态电解质与正负极之间以固/固界面的方式接触,接触面积小,与极片的接触紧密性较差,界面阻抗较高,锂离子在界面之间的传输受阻。
符合豪华电动车的定位,全新样式方向盘和全液晶仪表盘,中控台为碳纤维材质,采用2+2座椅布局,后排还配备大尺寸多媒体屏幕。
当然了,它的杀手锏并不是外观配置,而是动力系统和固态电池。
动力系统
EMotion搭载多台电机,一套145千瓦电池组,最大功率782马力,最高时速259公里/小时,3秒破百,最大行驶里程644公里,只需要充9分钟的电,就能行使201公里。
这不算什么, 最强的就是咱们要说的固态电池。他们已经把这套技术研发出来了,并且成功申请了专利,在2020年前后开始使用这项技术。
菲斯克固态电池的能量密度是锂离子电池的2.5倍,续航里程800公里,而且充电时间低于1分钟,比加满一个油箱的速度快。