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固態電池有什么優勢?能成為下一代電池技術嗎?

鉅大LARGE  |  點擊量:876次  |  2020年11月30日  

在當前鋰離子電池體系下,依靠高鎳三元正極、硅碳負極和電解液的組合將在3-5年內達到性能(能量密度上限350Wh/Kg),但仍無法滿足動力鋰電池對安全性、能量密度與成本的要求。


而由于固態電池在安全性與能量密度方面具備更大潛力,近年來受到了學術界與產業界的廣泛關注。


固態鋰離子電池具有兩方面潛在優勢:


一、安全性高。采用有機電解液的傳統鋰離子電池,在過度充電、內部短路等異常情況下容易導致電解液發熱,有自燃甚至爆炸的危險。而全固態鋰離子電池基于固態材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題;


二、能量密度高。固態電解質無需隔膜與電解液,可以節約近40%的體積和25%的質量。假如配套新的正負極材料(鋰金屬負極)可以使得電化學窗口達到5V以上,有望將能量密度提高至500Wh/Kg。


當前新能源汽車行業主管部門對動力鋰電池性能提出了非常高的要求。根據《汽車產業中長期發展規劃》和《節能與新能源汽車技術路線圖》的指引,動力鋰電池系統能量密度要在2025-2030年達到350Wh/Kg(對應單體能量密度500Wh/Kg)以滿足普通電動汽車的續航里程要求。


因此,固態電池也被廣泛認為是下一代動力鋰電池技術。


綜合來看,固態電池具備成為下一代動力鋰電池技術的潛力,但是目前還沒有成熟的產品能夠在能量密度、安全性和循環壽命三方面同時顯著優于當前的鋰離子電池。


根據豐田等前沿公司的研發情況和計劃,我們預計固態電池技術真正成熟可能要等到2025年前后,真正具備量產量力可能要等到2030年前后。


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