中國儲能網訊:在年初舉行的國際消費電子產品展(CES)上,菲斯克汽車(Fisker)發(fā)布的電動超跑Emotion再一次讓“固態(tài)電池”成為熱議話題。由于搭載石墨烯固態(tài)電池,這款超跑稱可以實現(xiàn)“充電一分鐘續(xù)航800km”直接秒殺特斯拉,讓不少電動車車主認為固態(tài)電池將成為電動車最為理想的動力電池,突破續(xù)航限制甚至將會終結燃油車。
傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池就好比“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負兩級,中間為液態(tài)電解質,鋰離子在搖椅的兩端來回奔跑,在從正極到負極再到正極的過程中,電池完成充放電過程。固態(tài)電池的原理與之相同,只是電解質為固態(tài)。以氧化物體系為主的固態(tài)電解質可以表現(xiàn)出優(yōu)良的穩(wěn)定性,同時也能夠解決開放型空氣電池的漏液和電解液揮發(fā)問題,讓帶電離子聚集,傳導更大的電流,提升電池容量,保證續(xù)航里程。
由于固態(tài)電池沒有液態(tài)電解質,因此更加容易保存,同時其體積小、密度大的特點,更加適合裝載在電動汽車上使用,有效減輕車體重量,增加續(xù)航里程。
由于固態(tài)電池里的材料都以固態(tài)形式存在,沒有液體電解質,因此固態(tài)電池的安全性相對較高,不易出現(xiàn)電池漏液、電解質揮發(fā)、高溫下發(fā)生副反應等問題,使用壽命也因此提升。傳統(tǒng)鋰電池中隔膜和電解液加起來占據(jù)了電池近40%的體積和25%的重量,而使用固態(tài)電解質自然就可以減小體積和質量,此外固態(tài)電池的能量密度為傳統(tǒng)鋰電池的2.5至3倍,將其用于電動車動力驅動,可以大大提升續(xù)航里程。
但是,就目前的技術而言,固態(tài)電池仍面臨固態(tài)電解質電導率偏低的技術難題(固態(tài)電解質與電極材料之間的界面是固體接觸固體狀態(tài),有效接觸弱,影響離子傳輸)。這一難題會導致充電過程能量損失,快充速度過慢。想要攻克這一難題,則需要投入大量的技術成本,間接提升了固態(tài)電池的制造成本。
固態(tài)電池的發(fā)展雖然面臨諸多阻礙,但是從發(fā)展趨勢看,仍然是未來電動汽車最為理想的動力電池來源,因此許多車企和電池企業(yè)紛紛看好這一市場,加入到固態(tài)電池的研發(fā)大軍中。
外觀方面,Emotion的最大亮點在于“蝴蝶門”式設計,車門全開時非常有設計感,符合它豪華轎跑車的“浮夸”表現(xiàn)。為了適應自動駕駛的潮流,Emotion搭載了來自Quanergy的固態(tài)激光雷達。在2019年的量產車上,所有的自動駕駛性能將成為選裝配置。
動力方面,新車搭載了一套145kWh的電池組,綜合續(xù)航里程超過400英里(約644km),最高時速可達161英里/小時(約合259公里/小時)。快充模式下,9分鐘可達到160公里的續(xù)航里程。
在今年1月20-21日舉辦的電動汽車百人會上,歐陽明高強調,固態(tài)電池將成為動力電池遠期發(fā)展的重要目標體系之一,雖然目前受到固固界面穩(wěn)定性和金屬鋰負極可充性問題的制約,真正的全固態(tài)鋰金屬電池技術還遠未成熟,但是從電解質的角度會從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合,到固態(tài),最后到全固態(tài),將會是未來固態(tài)電池的技術發(fā)展路線。與此同時,我國國家電池創(chuàng)新中心和中科院物理所在減緩富鋰錳基固溶體材料衰減、北京大學項目團隊在開發(fā)新結構的富鋰正極材料等項目上也取得了不同程度的進展。
小結:雖然目前固態(tài)電池仍處于研發(fā)推廣階段,并且面臨技術難題、制造成本、量產規(guī)?;确矫娴奶魬?zhàn),但是固態(tài)電池能夠解決目前傳統(tǒng)動力電池帶來的使用壽命、運行安全、能量密度、續(xù)航里程等問題,成為大家心目中最理想的電動汽車動力電池,并且為新能源汽車行業(yè)帶來全新的技術變革。