當下的鋰電池存在諸多問題,其中最大的問題就是鋰電池無法杜絕起火問題,為此業界都在鼓吹固態電池,認為固態電池的量產將解決電車所面臨的續航、充電、起火等問題,然而隨著業界對固態電池的技術日益深入,卻發現真相與宣傳可能不一樣。
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首先是固態電池的量產遠比預期的難度大得多,日本豐田曾預計2027年量產裝車,然而如今已將量產時間推遲到2030年,國內的電池行業對此也存在爭議。
一些企業宣稱2027年就能量產,另一些企業則認為量產時間與日本豐田一樣得推遲到2030年,這是因為固態電池的技術尚未確定,產業鏈也未準備好。
當前固態電池包括了硫化物、氧化物、聚合物三大技術路線,他們各有優劣,不同的國家、不同的企業推進的技術路線各有不同,技術路線無法確定,產業鏈就無法大舉投入,因為都清楚最先購買設備的將會導致投資巨大,而隨著產業規模擴大,設備上規模后成本就會大降,因此都不愿冒險投入。
其次則是固態電池量產的技術難度遠超預期,固態電池里的電解質和電極都是固體,如何確保這些物質之間做到親密接觸是一大技術難題,更重要的是汽車是在震動中使用,如何確保這些固體物質之間在長達10年的震動中仍然保持緊密接觸是一大技術難題。
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再次則是固態電池被認為不會起火燃燒,這主要是因為固態電池中的物質都是固態,不容易起火燃燒,然而實際上當前的固態電池技術路線之一正是氧化物路線,這是包括了氧化物的,同樣容易起火,提供助燃劑。
另外兩種路線的起火概率低,但是硫化物固態電池一旦與水和氧氣接觸就可能產生有毒氣體,這就要求生產以及使用中需要確保它的密封性;聚合物路線則存在著能量密度不高,機械強度和電化學穩定性不足的問題,這對于汽車這種在復雜環境中使用的產品恰恰非常不利。
重要的是固態電池一旦熱失控,后果會比鋰電池更嚴重,業界都清楚一旦電池熱失控,它的能量總要釋放出來,當前的鋰離子電池由于電極與電解質緊密接觸,熱失控的時候能量釋放反而沒那么強烈,而固態電池由于都是固體如果無法釋放能量,最終的結果就是爆炸!
在固態電池存在諸多爭議的時候,鋰電池的技術也在提升,業界正在研發“耐燒”的液體電解質,通過在電解液中添加阻燃劑等方式可以大幅降低鋰電池的可燃性,同時也在增強電池的隔膜,而隔膜破裂是導致鋰電池容易起火的重要原因。
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鋰電池也在研究采用其他復合材料,通過材料的突破來延長鋰電池的循環壽命,還能進一步提升鋰電池的充電功率,從而縮短它與固態電池在快充技術方面的差距,增強它與固態電池的競爭力。
更重要的是鋰電池技術如今已高度成熟,成本足夠低,而固態電池的成本普遍認為即使真正量產,成本也將遠高于鋰電池,這對于當下電車價格已低至10萬以下顯然難以實現,普遍認為即使固態電池量產也只能用于20萬以上的車型,而低價電車將繼續使用鋰電池,由此形成鋰電池與固態電池并存的格局。
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