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三元锂电池的前景及发展趋势

时间:2019-02-16 编辑:池龙新能源科技有限公司 游览:3386次

三元锂电池正以更快的速度被固态电池取代。近日,中国科学院宁波材料技术工程研究所宣布,纳米铅项目“全固态电池”已通过验收测试。这一技术进步将进一步促进全固态锂电池在中国的大规模应用。这则消息,立即在电池行业引起了巨大反响。


业内人士表示:“按照目前三元锂电池的技术路线,电能密度单体达到350 Wh/kg的目标,在五年内基本上是不可能实现的。”此外,即使实现了,安全也得不到保障。因此,固态电池的商业化能否突破,将对电动汽车的未来产生重大影响。“

作为电动汽车的核心,电池领域的突破无疑将对电池甚至汽车领域的发展产生重大影响。那么,固态电池可以立即取代三元锂电池吗?市场化有多远?


三元锂电池的自然缺陷:能量密度与稳定性的矛盾“仅去年一年,一家公司就发生了60起电动汽车爆炸事件。”北京大学新能源材料与技术实验室主任其鲁教授刚刚举办了中日韩锂论坛。


其教授认为,三元锂电池存在许多缺陷,安全问题十分令人担忧。三元材料在化学和结构上以及电池结构上都很容易发热。如果热量不能及时传递,电池就有爆炸的危险。然而,在这个阶段,在电池的安全性、可靠性方面,没有完美的解决方案。国内外公司争夺布局,固态电池趋势


固态电池,顾名思义,是使用固体电极和固体电解质的电池。由于固态电池的电极和电解质是由固态材料制成的,因此它们的固态电解质不易燃、不腐蚀、不挥发、不泄漏。同时,可以克服锂的枝晶现象。即使加热到很高的温度,它们也不会点燃,因此固态电解质的安全性更高。全固态锂电池汽车将大大降低自燃的可能性。可以说,它是下一代新能源汽车动力电池的理想目标。


目前,越来越多的国内外企业和研究机构将重点放在全固态锂电池上,许多汽车制造商已经公布了基于固态电池的电动汽车的生产计划。例如,大众汽车(Volkswagen)已宣布计划开发一款寿命周期为1000公里的固态电池;丰田预计将在2022年完成其固态电池的开发,并计划到2030年大规模生产。2017年,日本经济产业省甚至宣布出资16亿日元,与丰田、本田、日产、松下、GS唐山、东丽、朝日、三井化工、三菱化工等国内顶级产业链力量联合开发固态电池。希望到2030年实现800公里的目标。


国家新能源汽车重点科技项目首席专家欧阳明高院士也指出,国内许多研究机构、固体电池企业、中科院宁波材料研究所和江西丰锂产业都在推进产业化。计划于2019年大规模生产固态电池。


作为新能源汽车的“心脏”,动力电池无疑将决定新能源汽车的未来。业界普遍认为,动力电池的未来发展路径是电解质从液体,半固体,固液混合到固体,最终将实现固态过程。这引发了初创公司,大学和特斯拉等知名公司对电池技术的新一轮投资和研究。

数据显示,“固体电解质是固态电池发展的关键。固态电池没有液体渗透,也不需要隔膜。如果只使用固体电解质作为隔膜,并将其放置在正负电极中,那么金属材料的材料就变得尤为关键。”


电解质材料是全固态锂电池技术的核心。目前,固体电解质的研究主要集中在三种材料上:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物具有良好的高温性能和商业化应用;氧化物循环性能好,适合薄膜柔性结构;硫化物导电性最高,是未来的主要发展方向。