鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:542次 | 2022年08月12日
固態(tài)電池升溫對(duì)日系的影響?
隨著鋰電池的飛速發(fā)展,其能量密度已接近物理極限,研發(fā)下一代鋰電池迫在眉睫。
在眾多電池技術(shù)路線中,鋰硫電池憑借高能量密度成為各大研究機(jī)構(gòu)的香餑餑。不過(guò),鋰硫電池究竟能否適用于電動(dòng)汽車(chē),學(xué)術(shù)界也是眾說(shuō)紛紜,沒(méi)有給出統(tǒng)一的答案。
在近日舉行的一個(gè)國(guó)內(nèi)電池技術(shù)論壇上,武漢大學(xué)教授艾新平認(rèn)為,鋰硫電池并不適用于車(chē)用動(dòng)力電池,原因不僅是技術(shù)上難以攻克,還有其較低的體積能量密度。當(dāng)然,這并不意味著鋰硫電池就沒(méi)有研究意義,畢竟車(chē)用動(dòng)力電池只是電池的應(yīng)用場(chǎng)景之一,而艾新平教授本人也從事鋰硫電池的研究。
此外,也有不少專家學(xué)者認(rèn)為鋰硫電池是下一代車(chē)用動(dòng)力電池的最佳選擇,盡管還有不少技術(shù)壁壘,但也并非沒(méi)有任何頭緒,而鋰硫電池的高能量密度屬性是當(dāng)今鋰電領(lǐng)域最為短缺的環(huán)節(jié)。同時(shí)各位教授也展示了各自團(tuán)隊(duì)在鋰硫電池領(lǐng)域的研究進(jìn)展。
其實(shí),在筆者看來(lái),鋰硫電池能否應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē),關(guān)鍵還要看技術(shù)上能否取得突破性進(jìn)展。如果技術(shù)突破的足夠迅捷,那在能量密度需求下,體積能量密度或許可以忽略,甚至得以解決也不一定。當(dāng)然,前提是其他電池技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)沒(méi)有更進(jìn)一步的突破。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
事實(shí)上,電池技術(shù)的分支極其廣泛,除了鋰硫電池,還有燃料電池、富鋰錳基電池、快充電池等等,未來(lái)的電動(dòng)汽車(chē)將搭載哪種電池還很難說(shuō),但不管能否作為車(chē)用動(dòng)力電池,都需要我們?cè)谶@些技術(shù)上繼續(xù)深耕。電動(dòng)化時(shí)代,總有這些技術(shù)的一席之地。
下面就來(lái)看看本周鋰電行業(yè)都有哪些新技術(shù)和大事件吧。
1、日本研制新型電動(dòng)汽車(chē)用全固態(tài)電池
據(jù)日本最大的汽車(chē)信息網(wǎng)站“carview”報(bào)道,位于日本滋賀縣大津市,從事特殊玻璃制造與銷(xiāo)售的日本電氣硝子公司在世界上首次采用鈉系結(jié)晶化玻璃作為正極材料制造的全固態(tài)電池,在室溫下成功運(yùn)行。
據(jù)該公司介紹,該電池具有“利用玻璃的軟化流動(dòng)性可以提高離子傳導(dǎo)性”、“采用資源豐富的鈉,沒(méi)有供應(yīng)不足的擔(dān)憂”、“不會(huì)異常起火及產(chǎn)生有毒的硫化氫”等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
與傳統(tǒng)電池相比,全固態(tài)電池的離子傳導(dǎo)率約為2倍,輸出能力為3倍以上,這在起步及加速等需要較多電力的場(chǎng)合能夠發(fā)揮威力,而且具有壽命長(zhǎng)、能夠提高能源密度的特點(diǎn),在電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域備受期待,今后的開(kāi)發(fā)動(dòng)向令人矚目。
點(diǎn)評(píng):很多人都以為日本在電池技術(shù)研發(fā)上偏向于燃料電池,其實(shí)不然,日本牢牢占據(jù)著全球高端電池市場(chǎng)就是最佳的作證。事實(shí)上,日本不僅僅是產(chǎn)業(yè)上領(lǐng)先,在前瞻鋰電技術(shù)上也是名列前茅,尤其是固態(tài)電池。如果下一代電池真的是固態(tài)電池,那所謂的彎道超車(chē)就很艱難了。
2、新型三明治結(jié)構(gòu)的凝膠聚合物電解質(zhì)
中科院青島能源所崔光磊研究員課題組在多年來(lái)致力于開(kāi)發(fā)纖維素基隔膜電解質(zhì)的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一種三明治結(jié)構(gòu)的凝膠聚合物電解質(zhì),該電解質(zhì)以纖維素?zé)o紡布為支撐材料,因?yàn)槔w維素中含有一些含氧官能團(tuán)如羥基,可以對(duì)多硫化物有一定的吸附作用;正極一側(cè)涂覆導(dǎo)電炭黑,可以作為第二個(gè)集流體,提高硫的利用率;負(fù)極一側(cè)涂覆一種穩(wěn)定的嵌段聚合物(PEG-PPG-PEG),可以促使均勻的鋰沉積,抑制鋰枝晶的生長(zhǎng)。
此外使用三明治結(jié)構(gòu)聚合物電解質(zhì)的鋰硫電池具有較大的峰電流,這得益于正極一側(cè)的納米碳層,增強(qiáng)了反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)。在高倍率4C下,仍有約600mAh/g的比容量,而使用液態(tài)電解質(zhì),容量不足200mAh/g;在0.5C的倍率下,1500圈循環(huán)后,仍有460mAh/g的比容量,每圈衰減率僅為0.039%。
點(diǎn)評(píng):事實(shí)上,科研界的鋰硫電池都有一個(gè)通病,為了追求最佳的研究效果,其電極都會(huì)做的很薄,最為重要的是,薄電極避開(kāi)了材料空隙被堵塞的問(wèn)題;而在實(shí)際運(yùn)用中,電極相對(duì)來(lái)說(shuō)非常厚。往往實(shí)驗(yàn)室做到幾百上千次的循環(huán)壽命,但實(shí)際運(yùn)用起來(lái),可能就幾十甚至為零。
3、雷諾/日產(chǎn)/三菱設(shè)10億美元基金發(fā)展固態(tài)電池
據(jù)英國(guó)路透社報(bào)道,雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟日前證實(shí),將在未來(lái)五年對(duì)移動(dòng)創(chuàng)業(yè)公司提供高達(dá)10億美元的投資。聯(lián)盟寄望新技術(shù)助其在變化迅速的移動(dòng)出行領(lǐng)域獨(dú)辟蹊徑,打開(kāi)局面。
三家公司在周二的一份聲明中稱,風(fēng)投基金在第一年將投資2億美元。該基金名為“聯(lián)盟風(fēng)投(AllianceVentures)”,將對(duì)電氣化、人工智能等領(lǐng)域取得的新進(jìn)展進(jìn)行投資。
據(jù)悉,IonicMaterials是該基金將投資的第一家公司,該公司主要開(kāi)發(fā)可用于電動(dòng)汽車(chē)的無(wú)鈷固態(tài)電池材料。據(jù)悉,在建立風(fēng)投基金前,三家企業(yè)已在年度調(diào)研和開(kāi)發(fā)投資上花費(fèi)了超過(guò)85億歐元。
點(diǎn)評(píng):車(chē)企去發(fā)展前瞻電池技術(shù),看似很荒謬,但事實(shí)上,最在乎電池技術(shù)的就是車(chē)企了,畢竟在鋰電產(chǎn)業(yè)中,車(chē)企是與消費(fèi)者直接對(duì)接的環(huán)節(jié),電池技術(shù)直接關(guān)系到一款電動(dòng)車(chē)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),值得注意的是,汽車(chē)設(shè)計(jì)非一日之功。此外,固態(tài)電池被譽(yù)為下一代電池技術(shù)的最大憑證就是車(chē)企紛紛研發(fā)固態(tài)電池。