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固态电池将成为锂离子电池的下一步发展方向

时间:2022-01-15 编辑:池龙新能源 游览:939次

  传统液态锂电池不会成为动力锂电池的技术终点。众所周知,能量密度是动力锂电池性能的第一指标。随着中国电动汽车市场从“政策驱动”向“政策助跑”转变,提高锂离子电池能量密度的政策方向变得清晰。工信部发布的《我国制造2025》指出:‘到2025年和2030年,我国动力锂电池的能量密度需要分别达到400Wh/kg和500 wh/kg’,接近传统锂离子电池的能量密度上限。



同时,随着电动汽车销量的不断增加,自燃、爆炸等安全事故的发生频率也明显增加,这是由于传统锂电池使用的是易燃液体电解液。在能源和安全性能方面,目前的锂离子电池技术仍有巨大的提升空间,传统的液体电池永远不会是技术的终点。


  固态电池是后锂时代的唯一出路。固态电池是指使用固体电解质的锂离子电池。在性能方面,不燃固体电解质是固态电池的核心。固态电池不仅可以消除安全隐患,还可以提高电池的能量密度。在开发难度上,锂硫、锂空气等新电池需要从整个电池结构入手,而固态电池的核心是固体电解质,升级路径更简单便捷。此外,锂硫电池和锂空气电池的负极都使用金属锂,金属锂负极在固体电解质中更容易相容,因此固态电池也是锂硫电池和锂空气电池的过渡平台。放眼未来的技术方向,固态电池已经成为必由之路,而作为离我们最近的下一代电池技术,也成为了科学界和工业界的共识。


  工业化仍处于早期阶段,未来有望快速发展。固体电解质的低离子电导率和高界面阻抗限制了电池的能量密度和倍率性能,目前还没有成熟的市场产品。根据电解质材料的选择,固态电池可分为三类:聚合物体系是最成熟的技术,但性能上限制约其发展;薄膜电池在氧化物体系中的难点在于扩容和规模化生产,而非薄膜电池综合性能优异,是当前发展的热点。硫化物系统处于两极分化状态,发展空间巨大,技术水平不成熟。总的来说,虽然每一种固态电池系统都有更难攻克的难题,但目前实验室产品的性能还是有相当大的潜力,加上全球资本的看好和领先车企的多方布局,固态电池技术有望实现快速发展。


  一步一步,一步一步,阶段性发展的道路已经明确。展望未来,固态电池将沿着阶段性发展的道路,在技术上一步一个脚印,在应用上一步一个脚印。电池的结构会逐渐减少液体的使用,向无液体的全固态电池发展;在应用领域,有望率先发挥安全性和灵活性的优势,将其应用于低成本灵敏度的微电池领域,如RFID、植入式医疗器械、无线传感器等。随着技术的进步,会逐渐渗透到高端消费电子;当产品足够成熟,最终会切入电动汽车和储能市场,从而实现下游需求的全面爆发。毫无疑问,锂电池产业链是一个至少可以看10年的行业,新技术的发展和崛起也将不断强化行业的估值和前景。固态电池是最接近商业化应用的下一代电池技术,未来有望为新能汽车产业带来新的爆发点和关键技术支撑。