充電3分鐘,續(xù)航500km!誰搞定固態(tài)電池,誰就能成為燃油車殺手
2022年,蔚來的ET7將搭載容量為150度的固液混電池包,因此,2022年也因此被劃定為“固態(tài)電池上車元年”。但是蔚來搭載的只能稱作是半固態(tài)電池,而不是真正的固態(tài)電池。固態(tài)電池的潛力極高,甚至可以說,誰搞定了固態(tài)電池,誰就能成為真正的燃油車“殺手”!
液態(tài)鋰離子電池的四大瓶頸
從1881年,全球第一臺搭載鉛酸電池的電動汽車誕生,再到2008年,特斯拉將鋰離子電池裝載在了電動汽車上,再到蔚來ET7搭載的半固態(tài)電池,電動汽車已經(jīng)有超過100年的歷史,但是電池的技術(shù)瓶頸依然難以解決。
1、能量密度問題,受制于現(xiàn)有體系架構(gòu)和關(guān)鍵材料影響,液態(tài)鋰離子電池能量密度普遍在240-260Wh/Kg,而液態(tài)鋰離子電池的能量密度極限也不過才280Wh/kg,即使向負(fù)極引入硅基合金,也很難突破400Wh/kg的密度上限。
2、安全性問題,雖然過去的10年,液態(tài)鋰離子電池的能量密度有所提高,但是熱失控的概率也隨之增加,2019年國家市場監(jiān)督管理總局召回的3.3萬臺新能源汽車。因動力電池問題而召回數(shù)量為6,217臺,高能量密度和高安全性就像魚與熊掌,很難兼得。
3、低溫續(xù)航衰減問題。很多人調(diào)侃電動汽車在冬季就變成了電動爹,因為電解液在低溫下會變得黏稠,鋰離子遷移速率變慢,導(dǎo)致電池活性降低,影響電池性能和容量。
4、充能時間問題。因為液態(tài)鋰離子電池的特性,想要兼顧超高功率快充和安全性,是很難實現(xiàn)的,很多人暢想的,充電比加油還快,至少在液態(tài)鋰離子電池上是不可能實現(xiàn)的。
以上這些頑疾,導(dǎo)致電動汽車目前依然無法覆蓋一臺交通工具應(yīng)能支撐的行駛場景,比如說長途出行,北方冬季出行等等,它的使用便利性依然和燃油車相去甚遠(yuǎn)。從電動汽車誕生之日起,里程焦慮問題就一直沒有得到根本性解決。究其原因,是電動汽車的心臟——動力電池至今沒有顛覆性創(chuàng)新出現(xiàn)。
按照我國《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提出的目標(biāo),到2025年純電動汽車動力電池的能量密度目標(biāo)為400Wh/kg,2030年目標(biāo)為500Wh/kg。而在液態(tài)鋰離子電池時代,這樣的目標(biāo)根本不可能達(dá)成。
有解決方案嗎?有,那就是固態(tài)電池。
中外固態(tài)電池研究進(jìn)展
固態(tài)電池顧名思義,就是將液態(tài)電解質(zhì)更換為固態(tài)電解質(zhì),可以實現(xiàn)更高的能量密度,更好的穩(wěn)定性,更快的充能速度,因此,固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代動力電池的最佳出路,是根除現(xiàn)有電動汽車?yán)m(xù)航里程頑疾的“良藥”。
但是目前來看,除非固態(tài)電池的技術(shù)取得突破性的進(jìn)展,否則固態(tài)電池的真正量產(chǎn)至少還需要5-10年的時間。法國博洛雷集團(tuán)雖然已經(jīng)量產(chǎn)了固態(tài)電池,但是這種固態(tài)電池的容量只有30度,能量密度僅有100Wh/kg。目前各個國家都在不斷發(fā)力固態(tài)電池的研究,但是無一例外,都停留在實驗室階段。據(jù)不完全統(tǒng)計,全球范圍內(nèi)致力于固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用的車企與動力電池企業(yè)有40多家。
豐田在2020年就已制造出搭載固態(tài)電池的測試原型車,但真正量產(chǎn)要到2025年。大眾投資了硅谷創(chuàng)業(yè)公司QuantumScape,但是大眾汽車至少要到2025年才能正式搭載固態(tài)電池。寶馬和福特投資的固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司Solid
Power,要到2025年才能推出原型車。
國內(nèi)方面,去年8月,衛(wèi)藍(lán)新能源在江蘇溧陽建成了2億瓦時的混合固液固態(tài)動力電池示范生產(chǎn)線,但是能量密度只有270Wh/kg,依然是半固態(tài)電池,搭載在蔚來ET7等車型上。
北汽藍(lán)谷宣布,電芯能量密度360Wh/kg的第三代固態(tài)電池還在研發(fā)立項中,量產(chǎn)遙遙無期。
輝能科技固態(tài)鋰電池已經(jīng)在消費電子領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn),正在加速在新能源車汽車領(lǐng)域的重點布局。
從目前來看,半固態(tài)電池,可能會成為電池行業(yè)的下一個風(fēng)口,隨著蔚來ET7的量產(chǎn),越來越多搭載半固態(tài)電池的車型將會出現(xiàn),但是全固態(tài)電池的量產(chǎn),至少要到2025年以后,屆時,電動汽車的續(xù)航焦慮和安全問題將被徹底解決,到那時,李斌口中的那句,“我不理解為什么還有人買燃油車”,才算是真正言之有據(jù)。