固態鋰電池將取代三元鋰電池組的地位?

來源：存能電氣  日期：2019-08-09 10:03  瀏覽量：次

　　固態鋰電池將取代三元鋰電池組的地位？近年來，隨著新能源汽車的發展，安全、可靠、耐用的電池成為大眾關注的核心部件之一。作為新能源車動力的三元鋰電池組，隨著時代的發展，已經碰觸到了它硬件水平上的發展極限。繼三元鋰技術之后，固態鋰電池或將成為新的新能源車動力源。

　　固態鋰電池將取代三元鋰電池組的地位？

　　動力電池對于電動車來說就如同"心臟"一般，并且價格也占據整車的半數以上，因此，電池技術對于新能源行業的發展至關重要，如果無法突破目前水性鋰電池電容量的"瓶頸"，整個行業很有可能陷入較為困頓的局面。

　　固態鋰電池的優勢

　　①固態鋰電池的確具備非常多的優點，因固態電解質具有不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液的性質，不會使車輛發生自燃事件，大大加強了安全性，的確是一種理想的電動車電池材料。

　　②由于采用了有機電解液的傳統鋰電池，在過度充電、內部短路等異常情況下容易導致電解液發熱，從而引發自燃甚至自爆的安全隱患。固態電池基于固態材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液等條件，安全系數較之鋰離子電池有著先天的優勢。

　　③目前體系下的鋰電池已經接近極限性能，即便是特斯拉NCA18650電芯下的電池組，能量密度可以達到250瓦時／千克，應用于Model3的21700電芯能量密度達到300瓦時／千克，支持續航里程400到500公里，也仍然無法解決續航里程焦慮。

　　固態電池的電解質無需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問題，可以簡化電池外殼及冷卻系統模塊，進一步減輕電池模組的重量，達到節能的效果。此外，全新的正負極材料配套可以使得電化學窗口達到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達到500瓦時／千克。

　　目前主流電動車普遍使用的三元鋰電池組，其實存在一定的缺陷，因為無論從化學結構是電池結構來說，三元鋰材料都非常容易發熱。如果不能把壓力及時傳導出去，電池就有爆炸的風險，今年發生的數起電動車自燃事件，也大半有此緣故。

　　且就續航角度而言，三元鋰電池組的單體能量密度目前也面臨瓶頸，很難有所突破。如果要提高能量密度，只能增加鎳的含量或者添加CA，但高鎳的熱穩定性很差，容易產生劇烈反應。因此，目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。

　　即使是非常擅長科技與技術研發的豐田也表示，固態電池在2030年才能實現量產，可見固態電池的研發還是存在部分難題。事實上，固態電池由于不需要液體的浸潤，僅需要固態電解質將正負極片隔開，那么金屬物質材料的選擇就變得非常關鍵。

　　而目前這項技術最大的挑戰也就在于，由于固態電解質電導率總體低于液態電解液，這導致了目前固態電池的倍率性能整體偏低，內阻較大，所以固態電池暫時無法滿足快充要求。如今，以松下、寧德時代為首的企業的三元鋰電池組研發技術已經是"爐火純青"，即使是在短時間內將固態鋰電池研發出來，也難以實現量產。

　　畢竟，一項新的技術走向世界時，總是需要企業擁有相應的產品量產能力，才能實現大面積的推廣與應用。盡管目前的固態鋰電池還面臨著很多的問題，在能量密度上也暫時沒有太大的優勢，但其的確擁有非常高的安全性，如果能研發出合適的金屬材料，或許整個動力電池行業，都將迎來新的突破。

　　從目前來看，僅憑借鋰電池的技術研發，這一目標顯然已經無法實現。而為了保證動力電池的高能量密度和安全性，固態電池的研發進度給整個新能源汽車行業帶來了光明。因此，固態電池被廣泛認為是下一代動力電池正確的技術研發方向。

　　總結：隨著技術的發展，鋰電池的性能短板被越來越明顯。很多鋰電池研究機構目前已經布局研發新型電池技術，和其他新興技術不同，固態鋰電池技術目前已經有成功的先行者，輝能科技是全球首家成功實現固態鋰電池商業化量產的企業。