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電池技術為何停滯不前?最有潛力的電池技術是什么

2023-06-12 10:56:10 作者:蔡金盛
新能源汽車發(fā)展至今,其實很多技術已經趨于成熟或者有更好的發(fā)展趨勢,但是電池技術卻長期停滯不前,仿佛遇到了發(fā)展瓶頸,這對影響很大新能源汽車的發(fā)展。然而,電池技術之所以一直沒有突破,主要是因為現(xiàn)階段人類還找不到比鋰材料更適合做電池的原料。

鋰電池由于能量密度高、物理密度低,成為目前儲能領域的首選,但鋰電池本質上還是通過化學反應將化學能轉化為電能,而能量轉化產生的能量化學反應也是有極限的,現(xiàn)階段鋰電池技術的發(fā)展幾乎已經到了極限。

如今,各大車企和電池廠商只能通過不斷增加電池容量來提高電池續(xù)航能力。一年前,新能源汽車的電池容量可能普遍在50-60度,但現(xiàn)在80-100度的電池容量已經比較普遍,但實際續(xù)航還沒有取得重大突破。

現(xiàn)階段,不少專業(yè)人士認為,要實現(xiàn)電池技術的突破,絕不能僅僅局限于提高鋰電池的容量或能量密度,唯一可行的辦法是尋求另一種電池原材料。其實科學家和科研人員都知道這一點,但確實沒有比鋰材料更好的電池原材料了。

最有前途的電池技術是什么?

目前最具潛力的電池技術是固態(tài)電池。由于科學界認為鋰離子電池已經達到極限,固態(tài)電池近年來被視為可以替代鋰離子電池的電池。

目前主流的三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池內部都是液態(tài)電解質,所以屬于液態(tài)鋰電池,而固態(tài)電池則是采用無機物或有機高分子固體作為電解質。液態(tài),而固態(tài)電池技術最有潛力的原因如下:

1.能量密度高

該電池采用全固態(tài)電解質后,不再需要使用嵌鋰石墨負極,而是直接使用金屬鋰作為負極。這樣可以有效減少電池負極材料的用量,整個電池的能量密度也會有明顯的提升。如今用作動力電池的三元鋰電池能量密度可達180Wh/kg,固態(tài)電池有望達到360Wh/kg。

2.體積小

目前主流的鋰電池需要使用隔膜和電解液,兩者合計占電池體積的40%,質量的25%。如果將電解液換成固態(tài)電解質,正負極之間的距離可以縮短到十幾微米,這樣電池的厚度就會變薄,這意味著對于同樣大小的電池倉來說,如果選擇固態(tài)電池,容量會更大,續(xù)航時間也會更長。

3. 更好的安全性

由于鋰電池中的電解液是有機液體,在高溫下容易發(fā)生化學反應,導致熱失控,在大電流運行下,可能會出現(xiàn)鋰枝晶,刺破隔膜,造成電池短路電池。固態(tài)電池技術由于內部是固態(tài)電池,安全問題也解決了。

雖然固態(tài)電池相對于目前的鋰電池具有明顯的優(yōu)勢,但其劣勢也很明顯,其中最突出的就是制造成本。據了解,目前液態(tài)鋰電池的成本約為每度電600-800元,而車用固態(tài)電池的成本至少是液態(tài)鋰電池的10倍以上,難以普及短時間內固態(tài)電池。

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