新能源有哪些_新能源股票有哪些_新能源概念股有哪些_新能源汽车有哪些品牌|才兴新能源
当前位置: 才兴新能源 > 新能源有哪些 > 固态电池进入“军备竞赛”阶段,2030年或迎大规模量产

固态电池进入“军备竞赛”阶段,2030年或迎大规模量产

时间:2020-06-28来源:上海国轩新能源有限公司 作者:新能源科学与工程专业点击:
最近,大众汽车宣布向斯坦福大学的一家研发固态电池的衍生公司QuantumScape追加投资2亿美元(约14亿元人民币),以加快固态电池技术的研发和交易批量生产。 早在2012年,大众就与全珠海银龙新能源有限公司的tumScape公司在固态电池技术领域展开合作,并于2018

最近,大众汽车宣布向斯坦福大学的一家研发固态电池的衍生公司QuantumScape追加投资2亿美元(约14亿元人民币),以加快固态电池技术的研发和交易批量生产。

早在2012年,大众就与全珠海银龙新能源有限公司的tumScape公司在固态电池技术领域展开合作,并于2018年投资1亿美元成为其最大股东。随后,双方合作成立了一家专注于固态电池研究的合资公司,并将于2020年建立一个试点车间。双方的合作政策是使固态电池真正用于汽车工业,预计2025年将建成一条生产电动车用固态电池的生产线。

图片:QuantumScape官方网站

固态电池吸引大公司竞争结构

据不完全统计,全球有20多家汽车公司和动力电池公司致力于固态电池技术的研发和应用,其中许多公司已经宣布要大规模生产固态电池,并制定了相应的成长路线设计。

在国际上,除了公共汽车,宝马、丰田、本田、日产、松下等汽车公司和电池公司都有固态电池的结构。其中,宝马在2017年开始开发固态电池;作为较早开始开发固态电池的汽车公司之一,丰田专注于硫化物固态电解质工艺路线,预计将于2022年推出配备固态电池的车型;今年年初,丰田宣布与松下建立合资企业,生产固态电池;今年年初,戴姆勒宣布将与加拿大魁北克水电公司合作开发固态电池技术,一旦达到量产状态,该技术将用于戴姆勒拥有的电动汽车。

与国际主流汽车公司不同,国内结构固态电池的主力军是动力电池企业。传统汽车公司只有两种结构,北汽集团和比亚迪,而新车公司的结构相对较多。

在国内动力电池企业中,陶青能源、宁德时报、赣锋锂业、慧能、北京卫兰和康奈新能源处于固态电池研发的前沿。据了解,陶青能源目前已开发出全固态电池,单个能量密度为430瓦时/千克,批量生产阶段超过300瓦时/克;宁德时代,研究了聚合物固态锂金属电池和硫化物基固态电池的偏置;赣锋锂工业年产1亿瓦时的第一代固态锂电池R&D中试生产线已经投产;卫兰新能源2019年在江苏举办了一个固态电池项目,并计划在2020年建设一条年产0.1千兆瓦的固态电池生产线;慧能科技表示,将于2023年开始全固态电池的试生产,并于2024年开始大规模生产全固态电池。

传统汽车公司方面,北汽集团下属的BAIC投资有限公司于2019年8月完成了对陶青能源的投资。双方将合作生产固体锂电池,但还没有宣布大规模生产的具体时间。比亚迪表示,目前正在积极推进固态电池项目的商业化。

在新的汽车制造企业中,威来汽车、天际线汽车和爱知汽车与慧能科技携手研发固态电池。2019年,中国天空汽车推出了首款搭载固态电池的ME7原型车,但目前没有最新进展。最近,查娜汽车宣布与陶青能源公司完成全面深入的合作,以促进固态电池的研发和应用。

固态电池更安全,能量密度更高

2020年,CTP电池、刀片电池、石墨烯电池、无钴电池等新技术电池将陆续推出。尽管动力电池技术领域有一系列突破,但考虑到电池的安全性和续航里程,固态电池被认为是最合适的电池

“与主流三元锂离子电池相比,固态电池可以提高电动汽车的安全性。更高的能量密度可以使电动汽车具有更长的续航里程,并能有效缩短电动汽车的充电时间。”格士汽车研究所高级插图画家的表演。

首先,从电池结构本身来看,使用固体电解质的固体电池具有不燃、不腐蚀、不挥发、不漏液等优点,可以极大地保证电池的安全性。锂离子电池的电解液由正极、负极、隔板和电解液组成,容易渗出。当正极和负极短路或过度充电时,温度会迅速上升,这将很容易刺激电池燃烧和爆炸。随着能量密度的增加,三元锂电池的镍含量不断增加,钴和锰含量对非混沌结构的响应降低,安全问题将更加突出。

其次,以锂金属为负极的固态电池可以与高压正极材料相匹配,进一步提高能量密度。目前,三元锂电池的能量密度在240-260瓦时/千克之间,高镍三元锂电池可能达到300瓦时/千克,但都接近极限,很难推广。

此外,固态电池的封装相对简单,这可以节省电池封装外壳、冷却等系统。同时,它可以实现电池的灵活性和异常性,在具有不同证书的应用场景中设计不同的形状更加简单。

固态电池的大规模生产仍然存在困难

应该指出的是,目前国际主流汽车公司、国内动力电池公司和汽车制造新力量都在固态电池领域做出了前瞻性的结构,但在固态电池技术远未量产的情况下,仍有许多灾难点需要解决。

上述解剖学家承认,尽管固体电解质在安全性和部门电化学功能方面优于液体电解质,但由于其固体形式,它也有固有的缺陷。例如,固体电解质的锂离子迁移效率直接影响固体电解质的离子电导率。众所周知,大多数固体电解质的离子电导率低于液体电解质,这影响了固体电池的实际功能。

其次,在与电极的接触中,液体电解质可以最大程度地与电极连接和接触,但是固体电解质很难与电极完美配合。如果发生这种情况,电极和电解质之间的界面阻抗将升高,这也将影响固体电池的实际功能。

第三,如何在规模和成本之间找到平衡也是其大规模生产过程中必须考虑的主要问题。

北京卫兰新能源科技有限公司高级工程师李久明公开表示,“固体电池材料体系、电池、模块和智能制造技术尚未确定,家庭财产链尚未形成。”他认为,只有当安全性、能量密度、循环寿命和日历寿命显著提高,成本和功率特性接近甚至优于液态锂离子电池时,全固态电池技术才能具有竞争力。

考虑到固态电池大规模生产的实际困难和新能源汽车对高安全性和高能量密度动力电池的迫切需求,作为一种折衷方案,固态-液态电解质锂电池将作为固态电池发展的过渡方案。高还认为,目前固态锂离子电池具有突破性和家用化的优势,既有固体电解质,也有液体电解质。测试数据表明,与三元锂离子电池相比,混合固液产品的能量密度有所提高,安全性也有很大提高,是全固态电池技术尚未突破的情况下的一种现实选择。

根据格氏汽车研究所《新能源汽车动力电池家产陈说(2020版)》的预测,到2020年左右,电池材料将主要演变为镍三元硅碳,富锂锰基负极材料将在2025年突破,电解液将突破

------分隔线----------------------------
相关内容
推荐内容