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三元锂電池能量密度接近極限 固态電池何時擔起重任?
發布時間:2018-10-30 13:32
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三元锂電池能量密度接近極限 固态電池何時擔起重任?

 

目前純電動汽車的發展一直受到電池能量密度低的桎梏。電池能量密度沒有大的突破,純電動車的續航裡程就無法大幅提高,純電動汽車的發展将智能依賴于政策支持,缺乏市場動力。

 

近日,中國科學院甯波材料技術與工程研究所宣布,由其牽頭承擔的納米先導專項“全固态電池”課題已通過驗收。這一技術進展将推動國内全固态锂電池的規模化應用。

 

業内人士表示三元锂電池目前的單體能量密度已經接近極限,很難再有大的突破。要想進一步提升三元锂電池的能量密度,就需要進一步提升電池中鎳的比重。但是電池中鎳的比重提升後,由于高鎳的熱穩定性很差,電池内部的熱反應就會非常劇烈,安全問題令人擔憂。

 

依靠三元裡電池技術路線,動力電池能量密度要做到350Wh/kg的目标,難度很大。因此行業希望依靠固态電池進一步提升電池能量密度。固态電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。其固态電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液,高溫下表現良好,安全性更高。固态電池會大大降低電動車自燃的概率。

 

越來越多的國内外企業和研究機構将重心集中到了全固态锂電池上。大衆曾宣布計劃研發續航1000km固态電池;豐田汽車預計2022年完成固态電池的研發工作,并計劃于2030年實現量産。

 

電解質材料是全固态锂電池技術的核心,目前固态電解質的研究主要集中在三大類材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好,已經有商業化的應用案例;氧化物循環性能良好,适用于薄膜柔性結構;硫化物電導率最高,是未來主要方向。

 

不過,固态電池仍然面臨一些技術難題。固态電解質具有高的電阻,在電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在技術挑戰。今年5月,豐田表示期望在2020年以後能制造出固态電池,但若要實現固态電池的量産,還需要等到2030年以後。

 


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