中國(guó)儲(chǔ)能網(wǎng)訊：據(jù)海外媒體Autocar報(bào)道，豐田執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官寺島茂樹(shù)(Shigeki Terashi)在東京車(chē)展前夕透露，豐田將在2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)期間推出一款搭載固態(tài)電池技術(shù)的新能源車(chē)。
據(jù)悉，該車(chē)型將基于豐田e-Palette平臺(tái)開(kāi)發(fā)，e-Palette是豐田面向未來(lái)自動(dòng)駕駛和車(chē)聯(lián)網(wǎng)打造的一款概念產(chǎn)品，根據(jù)此前豐田方面的介紹，e-Palette將作為2020年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)和殘奧會(huì)上運(yùn)動(dòng)員及后期保障人員的出行巴士。
成本過(guò)高影響商業(yè)化進(jìn)程
相比現(xiàn)有搭載碳酸鐵鋰或三元鋰動(dòng)力電池的新能源產(chǎn)品，固態(tài)電池的能量密度大幅提升，柔性化特性也讓更多電池造型成為可能，另外，固態(tài)電池在安全性上也具備優(yōu)勢(shì)。不過(guò)，受技術(shù)和成本等因素限制，當(dāng)下固態(tài)電池批量化生產(chǎn)難度仍很大。
寺島茂樹(shù)也表示，豐田推出固態(tài)電池新能源車(chē)型旨在對(duì)外展示其在固態(tài)電池領(lǐng)域的技術(shù)領(lǐng)先性，但鑒于當(dāng)下過(guò)高的生產(chǎn)成本，該車(chē)型的大規(guī)模量產(chǎn)或?qū)⑼七t至2025年。
全固態(tài)電池汽車(chē)的優(yōu)勢(shì)
1、電池更薄、體積更小，汽車(chē)動(dòng)力儲(chǔ)存更大
傳統(tǒng)鋰電池受制于工藝的原因，其中的隔膜和電解液就占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。
但全固態(tài)電池，因采用固態(tài)電解質(zhì)，正負(fù)極之間的距離可以縮短到幾到十幾個(gè)微米，這樣一來(lái)厚度得到大幅降低，在同等空間下全固態(tài)電池裝載數(shù)量遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)鋰電池，從而具有更大動(dòng)力儲(chǔ)存、更大續(xù)航里程的優(yōu)點(diǎn)。
往大了說(shuō)，厚度薄、體積小這一優(yōu)勢(shì)還可以讓全固態(tài)電池適應(yīng)各種新型小尺寸智能電子設(shè)備的應(yīng)用(在厚度達(dá)到毫米級(jí)以下后還可以柔性化開(kāi)發(fā)，使其成為可彎曲可折疊的電池膜)而在這一點(diǎn)上傳統(tǒng)的鋰離子電池的技術(shù)是很難達(dá)到的。
2、更安全
因?yàn)閭鹘y(tǒng)鋰電池使用液體電解質(zhì)，而液體電解質(zhì)具有易燃、易爆、易揮發(fā)的特性，在受到外部撞擊或者其他極端情況時(shí)，就會(huì)發(fā)生電池短路，繼而起火燃燒的特性，無(wú)法提供足夠的安全保障。
但全固態(tài)電池使用固態(tài)電解質(zhì)沒(méi)有電解液具有不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)的特性，且不存在漏液?jiǎn)栴}，相較于傳統(tǒng)電池在熱穩(wěn)定性上有先天優(yōu)勢(shì)，理論上講安全性上，全固態(tài)電池汽車(chē)可以吊打現(xiàn)有的所有鋰電池汽車(chē)。
3、電池能量密度更高，汽車(chē)?yán)m(xù)航更大
與目前市面上的液態(tài)鋰離子電池相比，全固態(tài)電池除了安全性高外，能量密度高也是其最大的亮點(diǎn)。
能量密度高的核心就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極，這樣除了減輕負(fù)極材料的用量外，還使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高，因其負(fù)極可采用金屬鋰，電池能量密度有望達(dá)到300~400Wh/kg甚至更高，可匹配高電壓電極材料，進(jìn)一步提升質(zhì)量能量密度，應(yīng)用到汽車(chē)上將大大提升續(xù)航能力(現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池了一般鋰離子電池是100-220Wh/kg)。
此外，許多新型高性能電極材料，可能之前與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性并不好，但是在使用全固態(tài)電解質(zhì)后該問(wèn)題可以得到一定的緩解。除了以上3大優(yōu)點(diǎn)外，全固態(tài)電池汽車(chē)還具有：電池循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、電池回收方便、可快速充電、生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。
固態(tài)電池或?qū)⒈涣袨樾履茉雌?chē)核心技術(shù)攻關(guān)工程
近日，一份標(biāo)有《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》(征求意見(jiàn)稿)(以下簡(jiǎn)稱(chēng)《規(guī)劃》)字樣的行業(yè)規(guī)劃文件在網(wǎng)上流出，許多人都感覺(jué)很過(guò)癮，認(rèn)為以此可以提前窺探政府層面對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃的大致方向。網(wǎng)傳《規(guī)劃》對(duì)動(dòng)力電池、燃料電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展和技術(shù)創(chuàng)新提出了具體目標(biāo)。其中，“加快全固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”被網(wǎng)傳《規(guī)劃》列為“新能源汽車(chē)核心技術(shù)攻關(guān)工程”。如若消息屬實(shí)，全力研發(fā)全固態(tài)電池或?qū)⒈簧仙絿?guó)家戰(zhàn)略層面。
固態(tài)電池企業(yè)現(xiàn)狀匯總
贛鋒鋰業(yè)
贛鋒鋰業(yè)同樣選中氧化物厚膜路線(xiàn)。根據(jù)其發(fā)布的公告，由其研發(fā)的第一代固態(tài)鋰電池研制品已通過(guò)多項(xiàng)第三方安全測(cè)試和多家客戶(hù)送樣測(cè)試，單體容量10Ah，能量密度不低于240Wh/kg，1000次循環(huán)后容量保持率大于90%，電池單體具備5C倍率的充放電能力。截止至2018年12月31日，其40Ah 固態(tài)鋰電池產(chǎn)品定型，產(chǎn)品的安全指標(biāo)和綜合性能通過(guò)內(nèi)部測(cè)試，達(dá)到研制品水平。
今年3月份，年產(chǎn)億瓦時(shí)級(jí)的第一代固態(tài)鋰電池研發(fā)中試生產(chǎn)線(xiàn)開(kāi)始建設(shè)，計(jì)劃于2019年下半年建成投產(chǎn)。
清陶新能源
清陶?qǐng)?jiān)定固態(tài)聚合物的路線(xiàn)。去年11月，清陶建成第一條單體能量密度達(dá)到400Wh/kg的固態(tài)電池產(chǎn)線(xiàn)，推出第一批固態(tài)鋰電池產(chǎn)品，產(chǎn)品主要投用于特種電源、高端數(shù)碼等領(lǐng)域。
它建成產(chǎn)能為100MWh的中試線(xiàn)。除此之外，今年7月，清陶新能源年產(chǎn)10GWh固態(tài)鋰電池項(xiàng)目簽約儀式在宜春舉行。該項(xiàng)目一期固態(tài)電池產(chǎn)能為1GWh，預(yù)計(jì)今年年底投產(chǎn)，二期產(chǎn)能9GWh，2020年6月底開(kāi)工建設(shè)，此后兩年內(nèi)投產(chǎn)。
北京衛(wèi)藍(lán)
北京衛(wèi)藍(lán)走的是氧化物+聚合物固態(tài)電解質(zhì)路線(xiàn)。它開(kāi)發(fā)出一種固態(tài)電池額定容量為4-8Ah，能量密度為240Wh/kg。據(jù)了解，北京衛(wèi)藍(lán)已經(jīng)掌握了包括金屬鋰表面處理、原位形成SEI膜技術(shù)、固態(tài)電解質(zhì)、鋰離子快導(dǎo)體制備技術(shù)以及高電壓電池集成技術(shù)、陶瓷膜優(yōu)化技術(shù)和集流體解決方案等多項(xiàng)技術(shù)。
目前，它處于中試線(xiàn)建設(shè)階段、一期項(xiàng)目總投資5億元，將于2020年3月投產(chǎn)，建成后預(yù)計(jì)形成年產(chǎn)100MWh固態(tài)電池的生產(chǎn)規(guī)模。
寧德時(shí)代
寧德時(shí)代主要走的是硫化物路線(xiàn)。目前它研制出容量為325 mAh的聚合物鋰金屬固態(tài)電池，能量密度達(dá)300 Wh/kg ，循環(huán)達(dá)到300周以上，容量保持率達(dá)到82%。
比亞迪
比亞迪沒(méi)有對(duì)固態(tài)電池的技術(shù)開(kāi)發(fā)路線(xiàn)設(shè)限，固態(tài)聚合物、氧化物均是它的目標(biāo)對(duì)象。資料顯示，它申請(qǐng)了全固態(tài)鋰離子電池正極復(fù)合材料及一種全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)明專(zhuān)利。
目前，其固態(tài)電池正處于小規(guī)模試用階段。而據(jù)外媒報(bào)道，比亞迪新興固態(tài)電池將于2021年開(kāi)始在日本交付。
珈偉
珈偉發(fā)力的是凝膠聚合物。2018年7月，其36Ah類(lèi)固態(tài)三元軟包電池通過(guò)國(guó)家強(qiáng)檢。能量密度達(dá)到230 Wh/kg，循環(huán)次數(shù)為4000次，可用在電動(dòng)摩托車(chē)上，價(jià)格大約 1.5元/wh。
目前它已完成類(lèi)固態(tài)電池測(cè)試階段。一期已投產(chǎn)產(chǎn)能規(guī)模為100MWh(或?yàn)橹性嚲€(xiàn)產(chǎn)能)，正在開(kāi)工建設(shè)的二期產(chǎn)能為2GWh。
