从 Fisker 宣称开发充电 1 分钟行驶 500 公里的固态电池,到宝马已与 SolidPower 进行合作开发下一代电动车用固态电池,再到丰田又宣称将在 2025 年前实现全固态电池的实用化。

固态电池

▲国内新能源汽车起火事故原因分布

起火事件的频发挫伤公众对于新能源车信心,政策相继出台加强行业监管,企业方面,近年来也从不同方向对安全问题进行优化。主要手段包括: (1)采用功能性电解液,于电解液中添加阻燃剂; (2)优化 BMS 热管理系统,减少过冲过放等易引发热失控的场景发生; (3)采用陶瓷涂覆与耐高温的电池隔膜等等。 但这些手段在技术层面并没能取代可燃性有机电解质的使用,电池系统的安全隐患没有得到彻底根除。零自燃风险,将是未来电动车实现燃油车全面替代需要迈出的关键一步。

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▲现有动力电池安全问题解决路径

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▲新能源汽车安全监管相关政策

面对能量与安全两座大山,下一代锂电的风口在哪? 回望电动车电池技术发展史,从早期的铅酸电池,到丰田等日本企主打的镍氢电池,再到 08 年特斯拉 roaster 使用的锂离子电池,传统液态锂离子电池已统治动力电池市场十年。未来,能量与安全需求与传统锂电技术的矛盾将越来越凸显,在下一代锂电技术中,固态电池获得了最高的关注度,已引发全球范围的企业进行提前卡位。

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▲动力电池发展历史沿革

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▲全球多家企业与科研机构已投入固态电池研究

为什么一定是固态电池

1、不燃烧,根除安全隐患

固态电池是采用固态电解质的锂离子电池。 工作原理上,固态锂电池和传统的锂电池并无区别:传统的液态锂电池被称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质,锂离子在电解液中迁移来完成正负极间的穿梭实现充放电,而固态电池的电解质为固态,相当于锂离子迁移的场所转到了固态的电解质中。 固态电解质是固态电池的核心。

固态电解质不可燃烧,极大提高电池安全性。 与传统锂电池相比,全固态电池最突出的优点是安全性。固态电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性,避免了传统锂离子电池中的电解液泄露、电极短路等现象,降低了电池组对于温度的敏感性,根除安全隐患。同时,固态电解质的绝缘性使得其良好地将电池正极与负极阻隔,避免正负极接触产生短路的同时能充当隔膜的功能。

[责任编辑:陈语]

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