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蜂巢在固态电池上迈出坚实一步 会给新能源产业带来怎样的改变?

点击次数:7   更新时间:2022-08-01      来源:本站

  蜂巢在固态电池上迈出坚实一步 会给新能源产业带来怎样的改变?电池,是整个电动车的核心。目前电动车上使用的主要是磷酸铁锂和三元锂电两种电池。不过这两种电池也有自身的弊端,无论是从能量密度,还是从充电时间来说,都还难以达到传统燃油车时代的驾驶体验。

  时下,更高的续航里程通常是以携带更多电池作为代价。这种做法,一方面会大幅提升整车的成本,同时也会增加百公里电耗。

  不过电池科学家们早已经研发了一种全新的电池形态——固态电池。最近有报道披露,作为长城旗下的电池企业,蜂巢能源全固态电池实验室已经成功研发了国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯。

  该电芯的能量密度达到350-400Wh/kg,并且顺利通过了针刺、200°C热箱等实验。

  按照这个能量密度来看,搭载蜂巢这款固态电池的电动车续航里程将能轻松突破1000公里。按照蜂巢能源之前公布出来的路线年底产出第一代、复合电解质固态电池,能量密度在250-300wh/kg。

  在2030年,其还将推出第四代全固态电解质的电池,能量密度在450-500wh/kg,整车续航里程有望进一步提高。

  固态电池的本质,顾名思义,就是使用固体电极和固体电解质的电池。而当前的锂电池,使用的是液态电解液。

  固态电解质具体可以分为:聚合物电解质、氧化物电解质、硫化物电解质。三者离子电导率呈递增关系,电导率越高,越易实现快速充电,但三者的开发难度也是递进关系。

  相比于液态电解液的锂电池,固态电池将其中的电解液和隔膜换成了固态电解质,因此电池的能量密度能够做得更高,同时在安全性和体积两个领域,固态电池也更占优势。

  在能量密度方面,目前三元锂电电芯能量密度的上限为300瓦时/千克;而固态电池能量密度可以达到400-500瓦时/千克,正如上文所说,这个能量密度将能够帮助车企达到1000公里续航里程。

  举个例子来看,宁德时代刚刚发布的最新的CTP电池模组“麒麟电池”,以72%的空间利用率,能量密度也仅有255Wh/kg。

  在安全方面,锂电池常用的有机液体电解液,在遇到过充、内部短路的情况下,电池让那个哟发生热失控,甚至产生爆炸,存在比较大的安全隐患。

  这就是为什么目前磷酸铁锂电池比较受欢迎的原因,但是磷酸铁锂电池能量密度较低,除了市区的通勤工况外,难以满足远距离场景。而固态电池基本不存在电池热失控的情况,其安全性能更胜过磷酸铁锂电池不少。

  和目前电池技术相比,固态电池的技术优势非常明显,因此全球主流的整车和电池企业在这个领域都有所布局。

  或自己研发,或参股相关公司共同开发,都为了确保一旦固态电池技术成熟,达到了可以商业化应用的程度后,能够被第一时间推向市场。

  在这个市场上,我们耳熟能详的丰田、戴姆勒、蔚来、大众、长城、吉利以及宁德时代、国轩高科、孚能科技等都有所布局。

  其中,蔚来汽车在旗舰轿车ET7上市的时候,同时发布了一块150度电的固态电池。不过这款固态电池是混合固液电解质,因此其更多只能被成为一款半固态电池产品。

  但是超过1000公里的续航里程,也足以让很多人认识到固态电池的强悍实力。

  国内另外一个在固态电池商业化落地方面有所进展的是国轩高科,其研发的三元半固态电池,能量密度达到了360Wh/kg。这款电池将在今年实现装车,并帮助车辆实现1000公里的续航里程。

  至于海外车企在固态电池方面的进展更加迅速:奔驰不仅投资了辉能科技,还联手Stellantis对固态电池制造商Factorial Energy进行战略投资。

  至于大众汽车,不仅投资了美国的固态电池公司Quantum Scape,也制定了在2025年左右建成固态电池试点工厂的规划。

  日系的丰田、本田和日产在固态电池方面的进展更快。以丰田为例,其2025年前就会将固态电池产品率先搭载在混动车型上,在2030年实现固态电池的持续稳定量产。

  产业化,其实是我们衡量固态电池好坏的一个最重要指标。如果按照规划,固态电池线年被商业化量产,那对于现在全球的电池格局还是有很大的影响。

  彼时各个电池厂家将面临重新洗牌的可能性。毕竟能量密度更高、安全性能更好的固态电池,将能够极大地缓解普通消费者对于固态电池的顾虑。

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