买电动车的时候,你是不是总在犹豫两个是:冬天续航能力缩水到一半咋整?万一电池出点啥安全隐患又该怎么办?
最近锂电行业传出两条消息,或许能帮你解答这个疑问。一方面,清华大学团队在《自然》杂志上发表了新研究,提出了让固态电池更安全、续航更长的技术路线。另一方面,上汽、宁德时代这些公司也都喊出“2027年要实现全固态电池”。
问题就是,固态电池到底是个“空中楼阁”还是有望真正实现?到2027年,难道真会变成我们想买电动车的“黄金时期”?
现在,全世界的汽车制造商和电池厂商似乎都默契十足,把全固态电池的落地时间定在了这一年。
宁德时代已经明确表示,打算在2027年实现全固态电池的小批量生产。比亚迪也计划在同一年推出全固态电池的示范装车。就连一汽、长安、奇瑞这些主机厂,也都把“全固态电池装车验证”安排在了2027年的时间表上。
不仅国内这边热闹,日本那边也忙得不可开交,丰田联手出光兴产搞的全固态电池,据说会用在2027到2028年推出的新款电动车上。
早在上世纪90年代,出光就掌握了硫化锂原料的技术,现在在电解质的导电性能和抗水性方面,确实有自己的一套优势。
为什么大家都盯着2027年呢?国信证券的预测或许能帮忙解释一下,到了2030年,全球全固态电池的市场规模可能会达到上千亿元。
其实,全固态电池才是真正能解决电动车“续航担忧”和“安全顾虑”的最好办法。
它不仅能提升能量密度,让电动车的续航更给力,还能搞定传统锂电池在低温下衰减快、循环次数少的老毛病。
不过,目前全固态电池还面临不少难题:成本偏高,产业链还没完善,尤其是固-固材料接触时出现的界面阻抗问题,一直是行业里的“卡脖子”难过关。
正因为如此,2027年被定为“关键之年”,谁能率先攻克这些难题,谁就能在未来的电动车市场抢占先手。
不过,要等到2027年才能用上全固态电池,急着买车的小伙伴们可别着急。实际上,半固态电池已经提前步入了“可以上路”的阶段,而且它的性价比还挺意外的,值得考虑。
最有代表性的是上汽集团,在今年八月正式宣布,打算把半固态电池装在全新的MG4上,预计今年内就能实现量产交付。就算是配备半固态电池的顶配版,也没出现“高价”现象。
以前提到“新技术电池”,大家都觉得价格会贵不少,这次上汽能够把成本压下来,背后靠的可是清陶能源的干法工艺。
或许有人会好奇,干法工艺到底强在哪?打个比方,咱们传统的电池生产用湿法工艺,要用溶剂来溶解电极材料,步骤繁琐,耗能也大,结果成本自然就甩不开。
干法工艺就能省去溶剂,用起来省事多了,不仅步骤少,能耗也低,还能搞定锰基正极在液态体系中的稳定性难题,让锰基材料的“低成本、高电压”优势彻底体现出来。
正是因为这套工艺,上汽清陶的半固态电池才能在表现和价格之间达成一个不错的折中点。
要说最关键的,还得提冬天的表现,在-7℃的环境下,搭载这款电池的MG4,续航达成率比用磷酸铁锂电池的车型多出了13%,而且在极寒条件下的放电功率也提升了20%以上,基本上冬天开车就不用担心“开空调续航掉得快”这事了。
这款电池还经过了严格的安全考验,从源头上降低了普通锂电池可能出现的安全隐患。话说回来,半固态电池再怎么优越,也只是个“过渡阶段”的产物,真正追求的还是全固态电池,毕竟那才是行业的终极目标。
要想把全固态电池搞出新高度,还得靠实验室里的技术不停地琢磨。前段时间,清华大学化工系的张强教授团队在《自然》上发表的那篇论文,确实为行业开拓了新的思路。
他们专门攻克全固态电池的两大难题,一个是固-固界面阻抗偏高,另一个是电解质在宽电压范围内难以兼容高电压正极和强还原性负极,最后研发出一种新颖的含氟聚醚电解质,成功制造出能量密度达到604Whkg的高安全聚合物电池。
这个能量密度,实际上代表着每公斤电池能存储的电能更高啦。要是以后全固态电池真的能大规模出产,电动车的续航里程可能比现在多出一倍甚至更多,安全性能也能再提升一个档次。
不过目前固态电池的技术方案还没有统一,就像大家拌面团似的,有人觉得用巧克力馅(聚合物电解质)更合适,也有人觉得芝士馅(硫化物电解质)更棒,还有些人喜欢水果馅(氧化物、卤化物电解质)。
正极材料也是这样,日本丰田和日产偏爱用高镍三元正极,而国内一些企业则更专注于钴酸锂和富锂锰基这类材料。在负极方面,石墨、硅碳以及锂碳复合材料都在不断研发和测试中。
不论采用哪条路线,大家都一致认为得先从半固态电池的量产入手,然后再逐步过渡到全固态电池。毕竟,半固态电池和现有的锂电池技术差别不大,更容易实现批量生产,也有助于积累全固态电池所需的产业链经验。
除了电动车之外,固态电池未来还能在很多其他领域找到用武之地。
像消费电子产品,比如折叠屏手机,大家都挺担心续航不够用或者电池占地方。高能量密度的固态电池,能做得更薄更安全,可能就能帮忙搞定这些烦恼。
在机器人行业,特别是家用服务机器人,对电池的尺寸紧凑和续航时间要求挺高,固态电池在这块也能发挥作用。
目前锂电池行业like是跑一场“接力赛”,半固态电池已经抢到第一棒,以“能装上车、价格实惠”的优势,帮电动车用户解决了不少难题。
全固态电池现在在实验室和工厂里紧锣密鼓地磨炼,瞄准2027年接替第二棒,带领电动车迈入“续航持久、安全性高”的新纪元。
对于咱们普通人来说,现在买电动车,半固态电池已经算是个不错的选择,要是暂时不着急换车,不妨再等等到2027年,也许那时候,咱们能用上“续航无忧、安全更放心”的电动车。这一切,正是通过现在的每一次技术突破、每一次大批量生产的尝试,一点点变成了现实。
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