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固态电池实现重大突破!企业争夺下一锂电技术制高点

2020-12-10 13:55:11 电池联盟   作者: 子蕊  

导读:看好固态电池的前景,世界各国纷纷加快固态电池技术研发进度,来提前占领该市场。

当地时间12月8日,由大众和比尔·盖茨支持的初创公司QuantumScape公开其最新固态电池研究成果。数据显示,其电池可在15分钟内充满80%的电量,在续航里程为300英里或更高的车辆上搭载,正常使用寿命将达到12年左右。同时测试表明,该电池在800次循环后并未衰退,相当于24万英里(38万公里)的行驶里程。

受此消息影响,QuantumScape股票持续大涨20%。

据了解,这种固态电池关键突破是使用陶瓷分离器取代传统电池中使用的液体电解质,作为正负离子流动的介质,这种陶瓷是柔性的,而不是刚性的。在零下30摄氏度的极冷温度下,能量可以继续在整个电池中移动,这个温度会导致其他固态设计无法运行,或者会严重降低湿锂离子电池的性能。

锂离子电池发明者、2019年诺贝尔化学奖得主之一Stan Whittingham表示,“制造一个固态电池最困难的部分是需要同时满足高能量密度、快速充电、长循环寿命和宽温度范围工作的多个要求。数据显示,QuantumScape的固态电池完全满足所有这些要求,这是以前从未报道过的。如果该公司能够将这项技术投入大规模生产,它就有可能改变整个行业。”

实际上,QuantumScape今年11月份才刚刚上市。不过,在上市之前,该公司就从大众汽车获得了3.8亿美元,并从比尔·盖茨、Breakthrough Energy Ventures、Khosla Ventures和KPCB等科技投资者处获得了资金。

此外,大众汽车还承诺将向QuantumScape投入更多资金,资助双方的合资公司生产电池,希望2025年能在汽车上使用该公司的固态电池。

固态电池——下一代锂电技术制高点

作为锂离子电池产业化第30个年头,2020年电池技术也将进入一个新的变革周期。目前锂电池的安全问题仍未解决,于是固态电池就成为下一代锂电技术的方向。

固态电池和锂电池最主要的区别在于固态电池电解质为固态,相当于锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。

与传统锂电池相比,固态电池最突出的优点是安全。固态电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。固态电解质可以抑制锂枝晶、不易燃烧、不易爆破、无电解液走漏、不会在高温下发生副反应等,在大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路,不会在高温下发生副反应,不会因产生气体而发生燃烧。

固态电池循环性能强。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象,大大提升了锂电池的循环性和使用寿命,理想情况下循环性能表现优异,能够达到45000次左右。

此外,固态电池还有能量密度高、适用范围大等优点。

当然,固态电池也不是没有缺点,界面阻抗过大、成本相对较高等将是今后研究过程中需要解决的问题。

企业开启固态电池争夺战

看好固态电池的前景,世界各国也纷纷加快固态电池技术研发进度,来提前占领该市场。

日本车企在固态电池上的研发起点相对较早,最早入局的丰田在2008年就与固态电池创企伊利卡(Ilika)展开了合作,目前正在加速与松下的联合项目,希望在2025年之前开发车载固态电池。同时,本田、日产等企业也在探索固态电池相关技术。

我国虽然在该领域起步较晚,但包括宁德时代、比亚迪、辉能科技、珈伟股份、赣锋锂业、中科院化学所、中科院青岛能源所在内的企业和科研院所都在积极发力固态电池的研发。

应该看到的是,固态电池尚未实现大规模商业化,全球预计2020年准固态锂电池会实现产业化,到2025年全固态锂电池将最终实现产业化。根据中银国际测算,全球固态锂电池的需求量在2020年、2025年、2030年分别有望达到1.7GWh、44.2GWh、494.9GWh,2030年全球固态电池市场空间有望达到1500亿元以上。

期待早日看到全固态锂电池实现产业化。




责任编辑: 李颖

标签: 固态电池 锂电技术

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