快充10分鐘行駛500裡 續航問題不必擔心了?

電池是電動車絕對的核心,我們也一直在尋求電池技術的突破。近日,奔馳的母公司戴姆勒與加拿大魁北克水電公司宣佈建立合作關係,共同開發固態電池技術,據說此次合作主要是為了測試新材料。

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什麼是固態電池?

簡單來說,就是用陶瓷、玻璃或化學聚合物等固體材料作為電池組成,替代電解液的電池產品。

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固態電池相比如今使用電解液的電池,體積更小,可以使車輛的續航里程更長,同時安全性也更高。目前電解液電池的能量密度在300Wh/kg,已經面臨天花板,固態電池理論上卻可以達到700Wh/kg,使用固態電池的車輛續航里程最高可達1000km,而且即使電池過熱也不會起火、爆炸。

但由於成本高、壽命短的緣故,如今固態電池車輛還處於實驗階段,只有將這些技術壁壘攻破,固態電池才有望廣泛應用於車輛上。

固態電池的難點在哪?

固態電池僅需要固態電解質將正負極隔開,那選擇什麼固態物質就成為了關鍵點。電解質的導電率非常重要,這反應在我們日常充電速度上,簡單說導電率強,充電速度就快,反之則慢。由於固態電解質電導率總體低於液態電解液,目前固態電池的性能整體偏低,內阻較大,所以固態電池無法滿足快充要求。

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目前大家所選擇的固態電解質主要分三種,硫化物、聚合物和氧化物,但都很難達到液態的水平,而且加工要求極高,成本也非常昂貴,車企們往往只選擇一種電解質方向研發。

車企的固態電池發展如何?

但這樣一個香餑餑,大家自然不會放過,除戴姆勒外,包括豐田、比亞迪等企業也都在研發可以商用的固態電池。

聚合物固態電池的開發主要以東北師大以及寧德時代為代表;氧化物固態電池的開發主要以美國橡樹嶺國家實驗室以及中科院等為代表;硫化物固態電池的開發主要以豐田以及三星為代表,

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其中豐田在硫化物電解質上已經有所突破,在2014年時,原型固態電池的能力密度就可達400Wh/kg,據說在明年的東京奧運會上,就能拿出使用固態電池的場館用車。此外,豐田還與松下成立了合資固態電池公司。

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不過這對其它車企可未必是好事,根據此前的消息,豐田已擁有1709項關於固態電池的專利,是競爭對手的3倍之多,這意味著,固態電池可能會像此前的混動一樣,豐田的專利把其它車企的路堵住一部分,消費者不一定能享受到優質且低價的產品。

何時能用上固態電池的車呢?

豐田汽車和松下的聯盟表示,將在五年內將固態電池商業化。預計2022年豐田汽車生產固態電動汽車的樣車,2025年在部分車型中使用固態電池。2030年實現大規模量產應用,能量密度可達500Wh/kg,快充時間僅為10分鐘。

我國企業中,發展比較迅速的是清陶能源,由清華大學南策文院士團隊創辦,2002年就開始研發固態電池,2020年就進入動力電池應用領域,如今固態電池生產線已建成,可日產0.1GWh,目前應用於高端數碼產品,但要正式"上車"還要有一定時間。


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