我国,作为全球最大锂电池商场,具有动力电池出货量前十企业的数量最多,却与这些荣誉一点点没有关联。这个事实再一次告诉咱们,我国是锂电池大国,却不是锂电池强国。更糟糕的是,靠着补助方针和“白名单”敏捷上位的三元锂电池,现在却面临着能量密度和安全性这两座无法跨越的大山,开展后劲不足,出师未捷身先衰。
三元锂电池年代好像难逃走向终结的命运,能量密度更高、更安全的固态电池,正在加快步伐取代三元锂电池,隐有全面接收电动车之势。而这,会成为我国动力电池工业真实完成弯道超车的契机吗?从日本一家独大到日韩两国争霸,再到中日韩三国杀,我国锂电池工业的崛起是一个勉励的故事。锂电池的正极资料有很多种,包含磷酸铁锂、三元锂、锰酸锂、钴酸锂、钛酸锂等等,磷酸铁锂电池曾是我国新能源汽车商场的主流。
为扶持新能源汽车而生的补助方针,彻底改变了这一局面。不断改变调整的补助方针对电池能量密度提出的要求越来越高,能量密度最高能到达330Wh/kg的三元锂电池,成功将只有100Wh/kg左右的磷酸铁锂电池踩在脚下,从此奠定了三元锂称霸乘用车、磷酸铁锂蜗居客车的格式。从商场规模和体量和工业链来看,以三元锂为主要技能道路的我国动力电池工业无疑是成功的。
商场虽大,工业链虽完善,头部企业虽强,但我国却不是锂电池强国。比较日韩,咱们差在哪?首先是技能水平和制作工艺,我国并不占优,跟日韩电池工业比较还存在较大的距离,钴酸锂、磷酸铁锂和三元锂的核心技能都把握在日韩手里。尤其是日本,其主打高端商场的领先技能,是我国短期内难以逾越的。
固态电池才是电动车救星?今年以来,特斯拉、蔚来、比亚迪、威马电动车的多起自燃事端,将三元锂动力电池推上了风口浪尖——这些起火车辆,装配三元锂电池的占了绝大多数。“不管从化学结构还是电池结构来讲,三元资料都非常容易发热,如果不能把热量及时传导出去,电池就有爆炸的风险。”有专家言必有中指出,在现阶段,三元锂电池的安全可靠性还没有妥善的解决办法。
锂电池在充放电过程中极易发生事端,今年密布呈现的电动车着火事端,大部分都发生在车辆充电过程中或许刚刚结束充电后,这导致顾客对三元锂电池安全性的忧虑日积月累。另一方面,能量密度天花板也是三元锂电池的一个致命伤。动力电池的能量密度决议了车辆的续航路程。现在,高镍的NCM811(NCM即镍钴锰)是三元锂电池的重点打破方向,但现在已现技能瓶颈,即便是量产电动车中能量密度最高的21700 NCA三元锂电池电芯(特斯拉运用),也只有260Wh/kg。业界认为,300Wh/kg将是三元锂电池难以跨越的距离。
三元锂已黔驴之技,动力电池的开展瓶颈要怎么打破?号称能将续航路程提至800公里、几十秒就能充满电的固态电池,让人们看到了期望。能量密度高是固态电池的最大特色。当前的全固态锂电池,能量密度约在400Wh/Kg左右,最大潜力值估计可达900 Wh/Kg,体积分量也比液态的三元锂电池更小更轻,这使得选用固态电池的车辆具有更长的续航路程,而且可以轻松完成车身的轻量化。
重要的是,固态电池比液态电池安全多了。因为固态电池的电极和电解质都由固态物质制成,固态电解质不可燃、不漏液,即便在高温情况下也不会着火,搭载全固态锂电池的汽车自燃概率天然大大降低。因着这两个优势,固态电池堪称电动车的救星。既然这么神奇好用,市面上的电动车为何不运用固态电池?原因出在技能和本钱太高。
技能方面,现在的固态电解质电阻太大,尚未找到既能兼顾高倍率又能快充的的物质做电解质。此外,固态电解质的导电率、内阻界面阻抗及相容性也存在问题,这导致固态电池短时间内无法应用于商场。本钱方面,性能良好的资料非常昂贵,这导致固态电池的本钱远高于三元锂电池,阻挡了固态电池量产运用的脚步。家电巨头戴森及时止损不再造车,就与其所运用的固态电池本钱太高不无关系。
即便有上述两大短板掣肘,也不妨碍固态电池被普遍认为是下一代动力电池研制方向的趋势。现在,在固态电池研究领域最有话语权的是日本。日本最大公立研究安排——新能源工业技能综合开发组织(NEDO),在2008年发布的电池研制道路图中明确指出,要将固态电池作为未来新一代电池的开展方向。同一年,日本车企协同38家单位组织建立研制同盟,多方合力,计划在2022年把握核心技能。
从这些车企的布局来看,从2021年开端,固态电池将在国内落地应用,电池能量密度在300-500Wh/kg,主要搭载于少量高端电动车;2025年左右,固态电池将逐渐完成商业化,真实在全球范围内普及。对电动车生产企业和动力电池企业来说,这是最好的时期,也是最坏的时期。真实完成弯道超车,或将在此一举。
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能量密度:125-160Wh/kg
充放电能力:5-10C(20-80%DOD)
温度范围:-40℃—65℃
自耗电:≤3%/月
过充电、过放电、针刺、 挤压、短路、
撞击、高温、枪击时电池不燃烧、爆炸。
动力电池循环寿命不低于2000次,
80%容量保持率;
电池管理系统可靠、稳定、适应性 强,
符合国军标要求。