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固态电池有什么优势?能成为下一代电池技术吗?
固态电池有什么优势?能成为下一代电池技术吗?
  • 发布时间:2020-12-15 17:13

固态电池有什么优势?能成为下一代电池技术吗?

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在当前锂离子电池体系下,依靠高镍三元正极、硅碳负极和电解液的组合将在3-5年内达到性能(能量密度上限350Wh/Kg),但仍无法满足动力锂电池对安全性、能量密度与成本的要求。


而由于固态电池在安全性与能量密度方面具备更大潜力,近年来受到了学术界与产业界的广泛关注。


固态锂离子电池具有两方面潜在优势:


一、安全性高。采用有机电解液的传统锂离子电池,在过度充电、内部短路等异常情况下容易导致电解液发热,有自燃甚至爆炸的危险。而全固态锂离子电池基于固态材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题;


二、能量密度高。固态电解质无需隔膜与电解液,可以节约近40%的体积和25%的质量。假如配套新的正负极材料(锂金属负极)可以使得电化学窗口达到5V以上,有望将能量密度提高至500Wh/Kg。


当前新能源汽车行业主管部门对动力锂电池性能提出了非常高的要求。根据《汽车产业中长期发展规划》和《节能与新能源汽车技术路线图》的指引,动力锂电池系统能量密度要在2025-2030年达到350Wh/Kg(对应单体能量密度500Wh/Kg)以满足普通电动汽车的续航里程要求。


因此,固态电池也被广泛认为是下一代动力锂电池技术。


综合来看,固态电池具备成为下一代动力锂电池技术的潜力,但是目前还没有成熟的产品能够在能量密度、安全性和循环寿命三方面同时显著优于当前的锂离子电池。


根据丰田等前沿公司的研发情况和计划,我们预计固态电池技术真正成熟可能要等到2025年前后,真正具备量产量力可能要等到2030年前后。


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