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电池技术又革新了 刀片电池 固态电池到底哪一个更有前景

来源:碳索储能网   发布时间:2024-01-03 02:00:24

提起新能源汽车竞争,电池永远是绕不过去的比拼话题,因为新能源汽车三大件中,无论是新能源电机,还是新能源的电控系统,科技性纵然说得天花乱坠,但都无法和电池相提并论,因为电池才是新能源汽车的核心。目前,全世界主要车企,都在竞相研发新能源电池,各种专利技术层出不穷,比如我们所熟知的比亚迪刀片电池,就极大的提高了安全性。不过,前段时间有日本车企宣布,在固态电池技术上取得了重大进步,性能要远超刀片电池。而与固态电池相对应的,还有我国推出的半固态电池。那么问题来了,刀片电池、固态电池、半固态电池,到底谁才是真正的技术革新者呢?这一切还要从电池最开始的对决说起。

新能源电池的第一场对决发生在2008年前后,当时的对决主体主要是特斯拉采用的三元锂电池和比亚迪使用的磷酸铁锂电池。截止到2019年之前,特斯拉主要采用日本松下所生产的三元锂电池,也就是我们所常说的18650小电池,外形和家用5号电池类似。一辆特斯拉新能源汽车,通常搭载一个由7000多节松下小电池组成的电池组,性质有点类似于大型充电宝。而比亚迪则主要采用磷酸铁锂电池,这种电池和三元锂电池都属于锂电池,区别是磷酸铁锂电池采用磷酸铁锂作为正极材料,而三元锂电池则是三元材料。

简单讲,三元锂电池体积小、耐低温,且容量密度更高,循环性能也更好,但三元锂材料的化学反应也特别强烈,超过250℃时,容易发生燃烧爆炸,因此安全性是三元锂电池最致命的缺点。而反观磷酸铁锂电池,整体的体积以及重量要大一些,因此单体能量密度相对较低,且低温性能相对较差。但磷酸铁锂电池原材料相对简单,热失控温度值可达350℃-500℃,因此安全性比较高。

虽然这两种电池各有利弊,但在各自的宣传过程中往往都是扬长避短,导致一般消费者很难辨别,所以也就一直没有分出明确的胜负。直到2019年,特斯拉实现国产,也采用了LG生产的磷酸铁锂电池后,这场对决才基本宣告结束,但这个时候的磷酸铁锂电池更多是以经济性胜出,而不是性能。直到后来,比亚迪在磷酸铁锂电池的基础上推出了刀片电池,拥有更好的热控和稳定性,才终于锁定了胜局。

不过,三元锂电池和磷酸铁锂电池,不管技术怎么革新,从技术原理上看都属于液态锂电池的范畴,但液态锂电池有一个致命弱点,那就是电解液泄漏。液态锂电池正负极处于两端,而中间则是液态电解液,虽然电解液用隔膜封闭,但车辆一旦发生碰撞导致电池形变,电解液就容易泄漏,引起电池短路、温度升高,进而引发火灾。因此,在三元锂电池和磷酸铁锂电池对决尚未完全结束时,电池界就已经上演了第二轮对决,选手分别是固态电池和半固态电池。

固态电池,顾名思义就是使用固体电极和固体电解质的电池。相较于传统液态电池,固态电池不可燃、不漏液、无腐蚀,具备更好的安全性和稳定性。而且,其密度增加以及结构调整,可以让更多的带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池的容量密度,缩小电池体积,增加行驶里程,提高充电速度。某种程度上看,固态电池确实是一种革命性的突破。不过,电解质的固定,会使得电池界面电阻升高,空气稳定性变低。因此,完全突破固态电池技术形成规模量产,造价会非常高,投入的成本大概是液态电池的四倍。

在固态电池界面阻抗迟迟得不到解决,且造价成本居高不下的情况下,我国推出了半固态电池技术。半固态电池又称为固液混合锂离子电池,相较于固态电池,最大的区别就在于半固态电池还含有一定量的液体电解质,并且保留了隔膜。半固态电池与传统锂离子电池相比,虽然有技术创新,但并没有实际解决电池界面阻抗问题,且电池中的电解液仍然会沸腾,从而影响能量储存和传输效率。所以,严格意义上讲,半固态电池在产品形态上并没有本质创新,仍属于液态电池的改良型方案。

综合以上,电池技术革新主要是指固态电池,固态电池的前景相对更广阔,但固态电池目前还处于研发阶段,概念大于实际。而刀片电池和半固态电池,包括视频中未提到的特斯拉4680电池,钠离子电池、钛离子电池等,只能算是液态电池技术的延续性升级。对此,大家又有什么看法呢?

新闻介绍:

提起新能源汽车竞争,电池永远是绕不过去的比拼话题,因为新能源汽车三大件中,无论是新能源电机,还是新能源的电控系统,科技性纵然说得天花乱坠,但都无法和电池相提并论

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