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商业化仍需时刻 看固液混合电池量产前夜

用途:

  “我强烈呼吁这些电池企业,不要犹疑了,从速工业化,给整车企业供给安全可靠的固混电池。”不久前,北汽集团副总经理廖振波在公共场所如是呼吁。他直言,在能量密度不下降的情况下,要增强安全性,别去走其他的道路,扎扎实实把固混电池做上去。

  “固混电池”即固液混合电池,是一种介于液态锂电池与全固态锂电池之间的电池形状,其与全固态锂电池的差异在于,固液混合电池中含有一定量的液体电解质,而全固态锂电池只含有固态电解质,不包括任何液体电解质。

  一直以来,前进能量密度与保证安全性是动力电池技能开展的中心地点。可是关于车用动力电池干流产品的液态锂离子电池而言,高能量密度和高安全性,就像是鱼与熊掌,想要二者兼得,简直不或许。

  经过近十年的快速开展,液态锂离子电池虽在不断前进能量密度,可是也面临着不少安全风险。在日前举行的2021中国国际锂电工业大会上,北京卫蓝新动力科技有限公司副总经理李永伟就提到,从电池热失控的过程中来看,SEI的分化、电极正极与负极的相互作用,都是导致热失控要害的要素,想要改进这一局势就需求导入固态电解质。

  宁德万和出资集团出资部总监喻军也曾指出,锂离子电池做不到实质安全,其电解液用得越多就越风险,“一个18650类型的锂电池,其爆破威力适当于一颗小型手榴弹,仅仅有钢壳束缚着。”

  除了安全性,液态锂离子电池的能量密度也存在天花板。依照我国《节能与新动力轿车技能道路年纯电动轿车动力电池的能量密度方针为300Wh/kg,2025年方针为400Wh/kg,2030年方针为500Wh/kg。可是,受制于现有系统架构和要害资料影响,锂离子电池能量密度遍及在240-260Wh/Kg之间,要打破300Wh/kg难度极大。

  因而,在前进能量密度与保证安全性这一中心诉求下,固态电池的呈现则冲破了二者兼得的约束。盖世轿车研究院资深剖析师表明:“与现在干流的三元锂离子电池比较,固态电池能够前进电动轿车的安全性,一起更高的能量密度能够使电动轿车具有更长的续航路程,而且能够有用缩短电动轿车的充电时刻。”

  从电池结构本身来讲,运用固体电解质的固态电池具有不可燃、不腐蚀、不蒸发、不漏液等优势,可极大保证电池的安全性。其次,用金属锂做负极的固态电池可匹配高电压正极资料,进一步前进能量密度。别的,固态电池的封装相对简略,能省掉电池包外壳、冷却等系统,一起可完成电池柔性化、异形化,依据不同使用场景规划不同形状,灵活性更强。此外,循环寿数长、工作温度规划宽、电化学窗口宽、收回便利等也是固态电池所具有的特性。

  李永伟表明,根据固态电池有或许开宣告实质安全的固态电池系统,一起结合电池技能的集成,进一步前进动力电池、储能电池的使用场景。不过,他也指出,固态电池在开展过程中还面临着十分多的问题需求处理,如固态电解质的离子电导率较低、固固触摸界面的阻抗上升等。

  考虑到固态电池大规划量产面临的许多实际困难,以及新动力轿车对高安全、高能量密度动力电池的火急需求,作为折中方案,职业将固液混合电池作为固态电池开展的过渡方案。有剖析指出,在全固态锂电池技能没有取得打破的情况下,混合固液电池有望兼容液态锂电池大部分资料、设备和工艺,归纳平衡安全性、能量密度、功率密度、循环寿数、高低温性等功能,可首先完成商业化,逐渐代替液态锂电池。

  面临如文章开篇所述的来自整车企业对固液混合电池的火急需求,动力电池企业在此范畴的最新研制开展值得重视。

  “今年年初,蔚来宣告方案推出行进1000公里的360Wh/kg固态电池的音讯,开端引爆固态电池在职业里的使用,也促进了固态电池的研制和开展,不管是日本、美国,仍是宝马福特都在推动技能和工业开展的快速前进。”李永伟提到。

  关于卫蓝新动力本身而言,李永伟在承受盖世轿车采访时表明,卫蓝新动力的混合固态电池行将批量装车。“在车用范畴,咱们能量密度到达270Wh/kg,能够经过针刺的高安全车用混合固液固态电池现已进入SOP,能够完成批量装车,正在按方案推动更高能量密度的固态电池研制和工程化,下一年下半年就会给客户供给批量验证。”

  现在,卫蓝新动力正在建造一条2GWh的规划化固液混合固态动力电池生产线Wh/kg的新动力车用动力电池。

  作为中国科学院物理研究所清洁动力实验室固态电池技能的仅有工业化渠道,卫蓝新动力应该说是国内最早一批完成固态电池批量生产的企业。早在上一年8月,卫蓝新动力在江苏溧阳的固态电池工业演示基地,就现已建成了2亿瓦时的混合固液固态动力电池演示生产线。其产出的固态电池产品能量密度可到达270Wh/kg,倍率功能能够完成3C的接连放电,最大放电倍率可到达7C,一起坚持了杰出的安全功能。该产品现在在工业类无人机、特种范畴现已首先完成了规划化使用。

  相关统计数据显现,全球已有40多家固态电池生产商,除了卫蓝新动力外,我国的辉能科技、清陶动力、赣锋锂业在固态电池范畴的研制布局均比较较早,现在已建成至少中试规划实验线,并有产品使用于无人机,开端商用。从这些厂商的进展来看,业界遍及认为混合固态电池在近一两年内就能够量产,可是间隔大规划商业化使用还有适当长的一段路要走。