在新能源汽車(chē)賽道,固態(tài)電池正成為新寵。今年1月9日,蔚來(lái)高調(diào)發(fā)布了能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池包以及搭載該電池包續(xù)航將超1000km的蔚來(lái)ET7轎車(chē);3月15日,大眾集團(tuán)在其Power Day上,表示未來(lái)將著力發(fā)展固態(tài)電池技術(shù),并預(yù)計(jì)2025年投入使用;緊隨其后,寶馬集團(tuán)在4月同樣發(fā)布規(guī)劃稱(chēng),計(jì)劃在2025年前推出搭載固態(tài)電池的原型車(chē),并在2030年前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。不僅如此,寧德時(shí)代、松下、LG化學(xué)等動(dòng)力電池巨頭也紛紛布局固態(tài)電池。
優(yōu)勢(shì)明顯
賽迪智庫(kù)安全產(chǎn)業(yè)研究所研究員李泯泯說(shuō),豐田、寶馬、大眾、三星等巨頭企業(yè)都投入了大量資金用于固態(tài)電池研究,豐田更是計(jì)劃在2021年?yáng)|京奧運(yùn)會(huì)上推出其搭載固態(tài)電池的純電動(dòng)示范車(chē)。“當(dāng)前,固態(tài)電池技術(shù)研發(fā)已經(jīng)被推上了潮頭浪尖,目前全球已有53家企業(yè)在布局研發(fā)固態(tài)電池,預(yù)計(jì)到2025年開(kāi)始小批量進(jìn)入市場(chǎng),將成為電動(dòng)汽車(chē)取代燃油汽車(chē)的制勝利器。”
根據(jù)國(guó)務(wù)院辦公廳2020年印發(fā)的《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》,國(guó)家計(jì)劃到2025年把新能源汽車(chē)的銷(xiāo)量推高到占據(jù)新車(chē)總銷(xiāo)量的20%左右,并在“新能源汽車(chē)核心技術(shù)攻關(guān)工程”專(zhuān)欄中明確要求“加快固態(tài)動(dòng)力電池技術(shù)研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化”。
固態(tài)電池是什么,為何巨頭們紛紛將目光聚焦于此?李泯泯解釋道,目前新能源汽車(chē)上最廣泛使用的三元鋰電池是液態(tài)電池,一般由正極、隔膜、負(fù)極,再灌入電解液制造而成。而固態(tài)電池,顧名思義就是其結(jié)構(gòu)中不含液體,材料都以固態(tài)形式存在。數(shù)據(jù)原型表明,與相同重量和體積的鋰離子電池相比,固態(tài)電池可以存儲(chǔ)多達(dá)80%的能量。具有較高能量密度的鋰金屬可以代替石墨,從而有助于減少電池的重量和體積。
實(shí)際上,液態(tài)電解質(zhì)鋰電池的研發(fā)已經(jīng)觸達(dá)天花板,經(jīng)十多年的發(fā)展,鋰電池能量密度水平已從初始時(shí)的100Wh/kg提升到了250Wh/kg左右,即便是特斯拉目前用的全球能量密度最高的動(dòng)力電池,能量密度也不過(guò)300Wh/kg。而能量密度是普通鋰電池十幾倍、充電速度也是鋰電池幾十倍的固態(tài)電池顯然成為了新能源汽車(chē)電池發(fā)展的突破口。
固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)還不止于此。李泯泯分析認(rèn)為,固態(tài)電池還能夠有效解決新能源汽車(chē)的環(huán)保和安全問(wèn)題。一是固態(tài)電池大幅減少原材料的使用,其中銅和鋁的使用將大比例下降,石墨和鈷可以完全從原材料中剔除。二是固態(tài)電池更輕巧,可以像砌磚一樣堆疊在墻上,這使其更容易應(yīng)用到不同的汽車(chē)設(shè)計(jì)中。三是固態(tài)電池的里程數(shù)可大幅增加,由于其可在10分鐘左右充滿電,并具有更高的能量密度,因此與鋰電池相比,可以提供兩倍或更多的行程。此外,回收固態(tài)電池是一個(gè)更簡(jiǎn)單、更安全的過(guò)程。
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