鉅大LARGE | 點擊量:1249次 | 2019年12月23日
固態電池能破解電動車的安全問題嗎?它的發展遇到了哪些技術瓶頸?
作為電動汽車的心臟,動力電池與目前大熱的新能源汽車一樣備受矚目。其中,鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電率低、循環效率高,循環壽命長等特點,頗受新能源汽車產業的青睞,市場發展潛力巨大。
但目前的鋰離子電池技術尚未成熟,安全性不穩定的問題仍然存在,再加上電池不定期起火事故頻現,一直刺激著消費者們的神經,而發展固態電池技術或將成為破解電動車安全問題的新選擇。
?固態電解質成趨勢
現在所使用的鋰離子電池成本較高,技術也不成熟,所產的鋰離子電池存在不少安全隱患。哈爾濱工業大學教授王振波表示。
據了解,近年來大型動力電池事故頻發,很大程度上是由于電池內部使用液態電解質。是否安全對鋰離子電池儲能來說非常關鍵。清華大學材料學院副教授李亮亮強調,目前市場上商用的鋰離子電池一般都采用有機液態電液,它的缺點是易燃燒,還可能滲漏液體,造成環境污染。
?技術瓶頸難突破
高安全性是儲能電池應用的基礎和前提,固態化是解決二次電池安全性的最佳途徑。固態鋰電池已進入全球加快布局和研發的階段,很多著名機構都在開發固態鋰電池。溫兆偉說。
目前,包括韓國三星、日本豐田和我國寧德時代在內的眾多電池和汽車廠商,都加大了固態電池研發投入,已有部分電池進入裝車測試階段。盡管前景可期,但由于技術和工藝上的種種問題,發展固態電池的道路絕非一帆風順。
高效的電解質材料體系缺乏。溫兆偉指出,目前固態電池材料發展很快,但綜合應用較為欠缺。作為固態電池的核心材料,目前在固體鋰離子導體的單一指標上已有所突破,但綜合性能尚不能滿足大規模儲能需求。對此,董衫木也認為,現今固態電池采用的固態電解質普遍存在性能短板,距離高性能鋰離子電池系統的要求仍有不小的差距。
?新技術層出不窮
針對固態電池,我們要從最基礎的材料、界面、單體,一直到最終的系統模塊進行研究,只有從根本上解決了關鍵材料和界面問題,才能開展系統的工藝研究,從而滿足單電池的性能要求。溫兆偉說。
而面對發展過程中接連不斷的挑戰,各種新技術百家爭鳴,一些固態電池技術有了最新突破。
比如,在固體電解質材料上,業內發現基于石榴石結構的鋰鑭鋯氧(LLZO)固體電解質體系的固態電池具有優異的循環性能和倍率性能,它也因此成為一大技術熱點。LLZO是一種性能優異的填料,能夠提高聚合物基復合固態電解質的性能。基于LLZO的固態電池循環1000次后容量仍能保持81%。李亮亮介紹。