鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:489次 | 2023年07月11日
蔚來固態(tài)電池2022年將交付 固態(tài)電池需要迎來大規(guī)模商業(yè)應(yīng)用?
1月9日,蔚來在成都舉辦NIODay2020大會(huì),除了正式發(fā)布首款旗艦轎車ET7和第二代換電站之外,還重磅發(fā)布了150kWh固態(tài)電池——從固液電解質(zhì)、負(fù)極/正極材料、制造工藝等方面全面創(chuàng)新,突破了原位固化、高性能硅碳負(fù)極、納米級(jí)包覆、超高鎳正極等多項(xiàng)核心技術(shù),可實(shí)現(xiàn)360Wh/kg超高能量密度,最高續(xù)航可達(dá)1000km以上。最重要的是,蔚來還給出了預(yù)計(jì)交付的時(shí)間——兩年之內(nèi)的2022年四季度開始交付。
除了蔚來,業(yè)內(nèi)多家企業(yè)宣布了固態(tài)電池的量產(chǎn)時(shí)間:豐田則計(jì)劃在2021年亮相首款固態(tài)電池原型車,并希望在2025年正式量產(chǎn)首款搭載固態(tài)電池的汽車;大眾計(jì)劃在歐洲建廠生產(chǎn)固態(tài)電池,預(yù)計(jì)2024—2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn);北汽集團(tuán)計(jì)劃2025年前上市的新車搭載400Wh/kg的固態(tài)電池;長(zhǎng)城汽車計(jì)劃在2025年在量產(chǎn)車上應(yīng)用能量密度達(dá)350-500Wh/kg的固態(tài)電池……
另據(jù),研究機(jī)構(gòu)EVTank聯(lián)合中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《中國(guó)固態(tài)電池行業(yè)發(fā)展白皮書(2020年)》預(yù)測(cè),2030年全球范圍內(nèi)固態(tài)電池的出貨量或?qū)⑦_(dá)到276.8Gwh,整體滲透率預(yù)計(jì)將保持10%左右。目前全球已經(jīng)量產(chǎn)或正在中試的固態(tài)電池企業(yè),包括QuantumScape、Bollore、Sakti3、SES、24M、清陶能源、贛鋒鋰業(yè)、衛(wèi)藍(lán)新能源、輝能科技等。
全球車載動(dòng)力電池要變天?電池網(wǎng)連線一些電池新能源產(chǎn)業(yè)鏈專家,談?wù)劰虘B(tài)電池車用可行性。
伊維經(jīng)濟(jì)研究院研究部總經(jīng)理、中國(guó)電池產(chǎn)業(yè)研究院院長(zhǎng)吳輝表示,固態(tài)電池雖然理論上安全性和能量密度都有優(yōu)勢(shì),但是現(xiàn)在確實(shí)存在很多技術(shù)問題尚未解決,最重要的是固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的界面問題,導(dǎo)致電導(dǎo)率低,界面阻抗大。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在吳輝看來,固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)就是利用固態(tài)電解質(zhì)的穩(wěn)定性,來提升電壓或者負(fù)極更換更活潑的金屬鋰負(fù)極。但是如果是半固態(tài),還存在電解液的話,就不可能使用金屬鋰,高能量密度也就無法實(shí)現(xiàn)。
蔚來發(fā)布會(huì)上提到固態(tài)電池三大核心技術(shù),“原位固化固液電解質(zhì)”、“無機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”、“納米級(jí)包覆超高鎳正極”。中俄新能源材料技術(shù)研究院院長(zhǎng)王慶生稱,如果采用熱固化程序,負(fù)極采用富鋰Si/C材料,正極采用的超高Ni納米包覆,能量達(dá)到360wh/kg,就是熱固化電池,這不是新技術(shù),只是新名詞,大倍率放電是問題,且電池散熱也是問題。
“另外,納米包覆有助于電池提高電池放電性能,但只局限于離子表面躍遷性能,不能改變交換率與交換量,Si-C負(fù)極的使用,是為了提高能量密度,但問題不是提高負(fù)極能量,而需要提高正極能量,采用硅碳在首化庫(kù)侖效率上會(huì)受影響,且如果沒有富鋰補(bǔ)入會(huì)衰減很快,所以,這里給出能量密度缺乏實(shí)用意義,沒有電池尺寸,電池容量,倍率放電性能,只是樣品段,新名詞吸引眼球?!蓖鯌c生補(bǔ)充道。
日前,中科院資深固態(tài)電池專家在固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化電話會(huì)議上表示,固態(tài)電池主要技術(shù)路線分為三類,聚合物材料生產(chǎn)工藝接近現(xiàn)有設(shè)備;氧化物導(dǎo)電率高于聚合物,但固固接觸不良;硫化物離子導(dǎo)電率最高,是全固態(tài)電池未來最可能的技術(shù)路線,但離子產(chǎn)品成本/價(jià)格非常高、空氣穩(wěn)定性較差。
在產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度方面,中日韓歐美共53家企業(yè)布局研發(fā)固態(tài)電池,其中9家專注硫化物固態(tài)電池。中國(guó)氧化物固態(tài)電池技術(shù)全球領(lǐng)先,輝能、江蘇清陶、北京衛(wèi)藍(lán)、贛鋒鋰業(yè)已有產(chǎn)品商用;美國(guó)初創(chuàng)公司中SolidPower預(yù)計(jì)固態(tài)電池上市2021年,裝車時(shí)間為2026年,QuantumScape主打1000Wh/L以上、380-500Wh/kg的高能量密度;日本舉全國(guó)之力,聯(lián)合豐田、松下等公司和高校發(fā)展硫化物固態(tài)電池,預(yù)計(jì)2025、2030硫化物全固態(tài)電池在日本動(dòng)力電池市場(chǎng)的滲透率分別達(dá)50%、95%以上;韓國(guó)三星已經(jīng)開發(fā)出60攝氏度下1000多循環(huán)的硫化物全固態(tài)電池。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
固態(tài)電池會(huì)完全取代電解液和隔膜,但正負(fù)極活性材料還是保持原有材料體系,到全固態(tài)技術(shù)下可能電池制備工藝會(huì)有大的改進(jìn),但對(duì)充換電不會(huì)有大影響。當(dāng)前固態(tài)電池在安全性、能量密度、工作溫度范圍、倍率性能、循環(huán)壽命等各類指標(biāo)全方位優(yōu)于當(dāng)前液態(tài)電池,定位也是全方位取代鋰離子電池,只待成本降低。
吳輝同樣指出,推進(jìn)固態(tài)電池的應(yīng)用,要從根本性去解決由界面問題導(dǎo)致的電導(dǎo)率的問題,另外,還要大幅度降低固態(tài)電池的成本。
對(duì)于固態(tài)電池的供應(yīng)商,發(fā)布會(huì)上蔚來沒有透露,但業(yè)內(nèi)專家紛紛表示,短期內(nèi)沒有推出的可能性。
吳輝認(rèn)為,鋰離子電池發(fā)展會(huì)遵循液態(tài)電池,半固態(tài)電池,準(zhǔn)固態(tài)電池和全固態(tài)電池的發(fā)展路徑,車用的半固態(tài)電池可能在2-3年內(nèi)能夠量產(chǎn),但是全固態(tài)電池預(yù)計(jì)可能還是需要在5年后才可能小規(guī)模的試車。