固态电池汽车最近炒得火热 千公里续航时代真的要来了吗?

·极客观察4月16日 最近固态电池突然变得火爆,好消息不断。

4月12日广汽研究院发布消息称,全固态电池能量密度达到400Wh/Kg以上,体积能量密度提升52%,质量能量密度提升50%,可轻松实现超1000公里续航,全固态电池计划2026年上市。

中国科学院青岛能源也证实,硫化物软包电池叠片技术取得关键性突破,力争2026年实现硫化物全固态电池批量化生产。中国科学院院士、南开大学副校长陈军近日表示,我国有望在1-2年内攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池研发。

上汽集团与清陶能源共同研发的固态电池,单体能量密度上达到368Wh/kg,搭载该电池的汽车最大续航里程能够达到1083公里。

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仍然是半固态电池?

虽然捷报连连,但一些专家警告称,当前所谓的全固态电池实际上是半固态电池。

市场普遍将锂电池中电解液用量减少90%、上下可浮动5%的电池视为半固态电池,现在厂商所说的固态电池,很多都是只能算是半固态电池。国外一些专家也认为,当前所说的固态电池取得成功,大多只是单一的点取得突破,要想改变整个产业链还遥遥无期。

比如,蔚来与北京卫蓝新能源合作开发的固态电池,实际上也只能算是半固态电池。它只是将NMC(镍锰钴)电芯与凝胶电解质结合,是固态和液态的结合,不能算是全固态电池。如果是半固态电池,撞击时可能被刺穿,真正的全固态电池撞击时会破裂,二者有明显不同。

Contemporary Amperex Technology前首席技术官、Galyen Energy公司所有者Bob Galyen认为:“固态电池技术是一门很棒的技术,但要想进入市场还需要很长时间,就像锂离电池技术一样,锂离子电池从实验室走向市场也花了不少时间。”

除了中国企业,最近大众、 QuantumScape、丰田都谈到了固态电池研发进展,不过很多专家对企业宣传表示怀疑,认为它们太乐观。目前似乎没有哪家企业真正解决了工程和生产难题。

全固态电池标准很高

当我们衡量电池时,主要从5个方面观察,分别是安全、性能、寿命、成本、环境。按5个标准来评估,大多固态电池至少有三条是不达标的。例如,寿命能达标的固态电池很少,成本更是无法与锂离子电池竞争。

即使是性能,也要从三个纬度来衡量,分别是温度性能、高度性能、冲击振动性能,当中冲击振动性能最值得担忧。新电池只有通过验证才能大规模普及,现在的电池还无法通过验证。

进入生产进程,厂商先要建设电池厂,可能要花2年时间,然后又要投入半年时间生产原型电池,将电池交付给客户,让客户通过负载循环,再正式投产,寻找问题,整个过程要解决的问题很多,全部完成可能要7年甚至更长时间,所以何时大规模普及固态电池仍没有答案。

固态电池技术会不断进化

随着投入的增加,固态电池技术会不断进化。目前已经出现多种固态电池,它们使用石墨、硅、锂金属等材料作为阳极,阴极则使用NMC或者镍(nickel-rich)材料。

和传统锂离子电池相比,固态电池有两个明显优势,首先就是采用镍阴极可以减少钴的用量,其次就是可以在阳极中使用锂金属。钴相当稀有,而且昂贵,减少钴用量十分重要。引入锂金属可以提升能量密度,增强安全性。因为容易起火,目前的液态锂离子电池没有使用锂金属电极。

专门研究电池的葡萄牙波尔图大学教授Helena Braga认为:“我们之所以开始向固态电池迈进,主要是因为它可以使用锂金属。”她深信很快电池就能用上锂金属电极,甚至有可能已经准备就绪。

大多专家并没有那么乐观,他们认为工程验证还需要时间。尽管如此,很多企业仍有希望让产品达到5条评估标准,也许未来10年就能达到,到时固态电池将会全面开花。

不论怎样,中国固态电池已经占据领先位置。上汽智己L6已经率先搭载行业首个量产上车的“超快充固态电池”,虽然它所宣称的固态电池只能算是半固态电池,但仍然处在行业领先。

一直吹捧固态电池的丰田至今没有量产固态电池汽车,如果一切顺利,真正量产也要等到2027年,甚至有可能拖到2030年甚至更远。别说固态电池汽车,就算是半固态电池汽车,丰田目前也没有任何动静。(小刀)


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2024-04-16
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