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突破300Wh/kg门槛,布局固态电池刻不容缓

肖莹

动力电池产业的发展既要注重眼前,又要立足长远。对于目前电动汽车产品普遍采用的三元电池来讲,能满足2020年近期目标单体达到300Wh/kg已经需要产业付出巨大努力,对于长期的目标500Wh/kg,多位动力电池专家认为三元电池实难胜任,就目前的技术发展来看,固态电池才是下一代电池技术的“最佳人选”。

在8月25日举办的“2017国际电动汽车动力电池产业发展与技术创新峰会”上,中国工程院院士陈立泉强烈建议,“发展固态电池,刻不容缓”。

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中国工程院院士陈立泉

除了可以达到更高的能量密度这一优势以外,固态电池还具有更安全、循环性更好、成本更低等优点,北京卫蓝新能源科技有限公司总经理俞会根介绍,这主要是因为固态电池可能具备以下十大性质:有望抑制锂枝晶,不易燃烧、不易爆炸,无持续界面反应,无电解液泄露、干涸问题,高温性能更好,无胀气,原材料纯度要求降低,正极选择面宽,非活性物质体积量减少,电芯内部可串联。

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北京卫蓝新能源科技有限公司总经理俞会根

目前,日韩、美国、欧洲等多个国家都已经开始布局固态电池,但基本都处于小容量样品电芯阶段。在我国也已经有中科院物理所、中科院化学所、大连化物所、宁德时代、天津力神、中航锂电等十余家研究机构和企业对固态电池展开研究。国内外主流的技术方向有聚合物固态电池、薄膜固态电池、硫化物电解质基固态电池等。

虽然固态电池在多方面表现出明显优势,但同时也有一些需要解决的问题:固体电解质材料导电率低、内阻较大; 固态电解质、电极间界面阻抗大,界面相容性较差,界面锂离子电导率较低,固态电解质在充放电过程中体积膨胀和收缩,导致界面容易分离;有待设计和构建与固态电解质相匹配的电极,研究和开发出适合于固态电解质的锂离子电池体系;制备工艺复杂、成本较高等。

从世界范围看,预计固态电池会在2020年左右能够实现小批量的量产。宝马声称有望于2026年实现固态电池突破性进展并随后量产;丰田也正在全力研发固态电池,并且已经开发出能量密度为400 Wh/L的电池原型,丰田研究人员表示,这种电池大约在2020年实现商业化应用,到2025年得到实质性改善。

俞会根介绍,基于以上固态电池的优势以及当前需要解决的问题,固态电池从实验室走向产业化还需要一定时间,真正实现小规模量产预计在2020年以后,而大规模应用则需要更长的时间。

作为动力电池下一代技术方向,固态电池能够极大的改善动力电池安全性及提升能量密度,陈立泉强调,要积极支持固态电池研发和产业化,让锂电池产业从跟跑到领跑,促进电动汽车推广应用。国家“863”计划节能与新能源汽车重大项目总体专家组动力电池首席专家肖成伟也表示,国家层面正在研究对固态电池的支持。

来源:第一电动网

作者:肖莹

本文地址:https://www.d1ev.com/news/jishu/55616

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