未來的電動車不會燒了!固態電池技術真能改變一切?

2019-07-12     純電車EV

實話說,現在大多數人對純電動車的憂慮主要集中在電池組安全性上。在純電動車開始大規模上市的時候,續航焦慮和電池組安全性是兩個非常主要的,讓人不那麼放心的點,但隨著現在快充技術的大規模普及,絕大多數純電動車已經可以做到在30分鐘內從20%左右的電量充到80%了,而且電費實在是比汽油費便宜很多很多,因此續航焦慮這點,差不多已經算是解決了。




但電池組安全性問題仍然無法解決,最近接二連三出現的蔚來自燃,不斷發生的特斯拉自燃,這些連續發生的自燃事故已經讓人們對純電動車的信心造成了相當程度的衝擊。其實大家也都知道,電池技術一直無法突破,鋰電池過於脆弱,是造成這一切的根源。




我們都非常希望有一種電池技術,可以一次過解決鋰電池的高危險性和過低的能量密度。為此,曾經有所謂的業內專家提出過一種叫石墨烯電池的東西,但後來被證明,石墨烯電池就是一個騙局。

如今,又一種號稱可以幹掉鋰電池的新電池技術出現了,但和石墨烯不同的是,這種新技術,還真靠譜。

固態硬碟我知道,但固態電池?





這種技術叫固態電池技術。這名字有點熟悉對吧?這種技術的發起方(一些大學)宣稱,固態電池技術相比目前的三元鋰電池技術的提高,就好比電腦里的機械硬碟到固態硬碟一樣的巨大提升幅度。




關於固態硬碟和機械硬碟的速度差距,我們這不是IT相關文章就不深入展開了,大家有興趣的可自行搜索。話說回來,這個所謂的固態電池到底是個什麼玩意兒?是不是真的可以取代鋰電池?是不是又是一個騙局?

大家必須先知道液態電池





從字面上看,固態電池的技術核心自然是「固態」這兩個字,但到底怎麼個固態法呢?這首先還要從三元鋰電池的結構說起。無論手機還是純電車用的三元鋰電池,它的結構都是一樣的,正負極分別存在著大量的電子,兩極之間有一張很薄的隔膜,而整個鋰電池內部,則充滿了一種導電性能極佳的液體。因此,這也就是普通的鋰電池會被成為:液體電池「的原因。




而正是這種電解液的存在,電池根本不可能實現更高的能量密度,換句話說,電解液的存在是導致電池組能量密度過低的元兇。能量密度過低,會逼著純電車廠家必須用更大體積的電池,這增加了重量,也增加了危險性,更增加了自燃風險。而更是因為有電解液的存在,電池組一旦起火,基本上無法控制,只能讓他自己燒完為止。

那麼什麼叫固態電池?





所謂的固態電池其實原理很簡單,它就是把傳統鋰電池裡的液體電解液,給換成了一種非常先進的固態材料。你可千萬別小看這一換。電解液換成高科技固態材料能直接解決很多問題。第一,固態電池的能量密度相比傳統電池會出現飛躍性提高,目前最先進的NCA811和NCM811電池,能量密度基本上在260瓦時/千克上。但固態電池的能量密度,就目前在實驗室的測試結果,已經達到了400瓦時/千克以上。如果繼續研發的話,突破500瓦時/千克的能量密度非常有可能。




這相當於目前電池組,在同體積下至少一倍的電量提升。目前大多數純電動車的電池組總電量都在70度電左右,一旦固態電池技術裝車,這個數字極有可能變為150-200度電左右,電動車的續航里程將極有可能突破1000公里,真正實現高於汽油車的續航。




而且正因為電解液沒了,整個電池組的體積會大幅減小,甚至可以彎曲,摺疊。而更重要的是,因為固態電池整個結構沒有了不安全的環節,因此固態電池更不容易出現燃燒爆炸,有資料顯示,在挪威某電池企業的實驗室里經受測試的固態電池,哪怕用刀在它身上捅個千瘡百孔,它不僅不會燒起來,甚至還能繼續供電。

距離量產還有多遠?





一句話說,固態電池技術是目前最為靠譜的,真正的下一代電池技術。目前這種技術已經在多家全球知名電池企業開始了密集的研發和測試。但目前因為這種固態結構還存在一些問題,特別是固態電解質還存在技術障礙,目前只有少數一些企業造出了真正的固態電池實體。




一家法國公司的技術方案雖然靠譜,但電池需要預先加熱到60度以上才能工作,存在一定問題。而另一種稱為硫化物電解質的方案,目前大量技術專利已經掌握在豐田汽車手裡,已經掌握了主動權。而這,正是豐田當初放開混合動力專利的主要原因。

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