400Wh/kg不是夢！國內首家固態電池量產
時間:2018-11-23 09:50來源:VehicleTrend車勢 作者:金東
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可這次卻是真的！
日前，國內首條固態鋰電池生產線在江蘇昆山建成投產！電池中國網從蘇州清陶新能源科技有限公司（以下簡稱蘇州清陶）方面獲悉，這條固態電池生產線，可日產1萬只固態電池，電池能量密度可達400Wh／kg以上。目前該產品已在特種電源、高端數碼等領域成功應用，預計在2020年進入動力電池應用領域。
據了解，蘇州清陶已經逐步解決了固態電解質材料量產、固態電解質膜成型技術、復合正負極配方工藝、極片與電解質膜間固－固界面等一系列核心問題，在此過程中成功實現了氧化物固態電解質材料、功能型離子導體陶瓷復合隔膜等研發成果的產業化。
關于此次量產的固態電池的具體細節特性，蘇州清陶的相關人員給予了回饋，關于其性能參數，如圖所示。
（固態電池性能參數圖，蘇州清陶提供）
據中科院院士、清華大學教授南策文介紹，相較于傳統的液態鋰電池而言，固態鋰電池具有高安全性、高能量密度和柔性化等優點。他指出，固態鋰電池的驅動力更強，能量儲備更大，充電更快、持續時間更長。
業內普遍認為，固態電池是未來主要發展趨勢。國家工信部等四部委印發的《促進汽車動力電池產業發展行動方案》明確提出，加大投入研發新的動力鋰電體系，其中就包括固態電池等新型電池。
電池起火的“終結者”
近年來，新能源汽車起火事故頻發，大多與動力電池有關。據不完全統計，2018年上半年電動汽車發生過幾十起燃燒事故。新能源汽車發生燃燒最為常見的主要場景表現為充電過程中的燃燒，此外，電池在行駛或停駛過程中也會發生燃燒事故。
動力鋰電池為何會起火呢？據業內人士分析，電池起火的原因在于傳統鋰電池在大電流下工作有可能出現鋰枝晶，從而刺破隔膜導致短路；電解液為有機液體，在高溫下會加劇發生副反應、氧化分解、產生氣體、發生燃燒的傾向。
而全固態鋰離子電池采用固態電解質替代傳統有機液態電解液，有望從根本上解決電池安全性問題，是電動汽車和規模化儲能理想的化學電源。即使對固態電池進行針刺、剪切、擠壓、重物沖擊等各種物理破壞均不會出現冒煙、起火、爆炸等事故，能夠滿足特殊應用場景的高安全需求。
重新定義鋰電池形態
當前，我國新能源汽車市場上的純電動汽車所搭載的動力電池，大多數為三元鋰材料和磷酸鐵鋰材料電池。盡管相比鉛酸和鎳氫電池，能量密度已經有了極大的提高，但是依然難以打消消費者的里程焦慮困擾。
新能源汽車產業出于續航里程的考慮，迫切需要高能量密度的電池進入到實際應用階段。根據國家《汽車產業中長期發展計劃》和《節能與新能源汽車技術路線圖》的相關政策，我國動力電池系統的能量密度需要在2025年至2030年達到350Wh／kg的目標，以滿足市面上乘用電動汽車的續航里程要求。
“以目前的三元鋰電池的技術路線，動力電池能量密度單體要做到350Wh／kg的目標，在五年內基本不可能實現。而且，即便實現了，安全性也無法得到保障。因此，固態電池商業化能否突破，對汽車電動化的前景影響重大。” 某業內人士表示。
除了具備高安全性、高能量密度，固態電池還具有柔性特征。“固態鋰電池的量產，為提高鋰電池儲能提供了新的路徑，有助于推動鋰電池向小型化、微型化、柔性化發展，并重新定義鋰電池的形態，打破傳統方方正正或圓柱的形態，未來可以做成任何形狀的部件，提高空間使用效率。”蘇州清陶總經理李崢表示。
固態電池的兩個方向
據了解，目前固態電池的研發有兩個方向，一是鋰離子電池的固態化，全球范圍內量產固態電解質的企業還鳳毛麟角，一定程度上制約了固態電池的研發進度。另一研發方向是金屬固態電池，最常見的是鋰硫電池。當電解質換成固體之后，鋰電池體系由電極材料－電解液的固液界面，向電極材料－固態電解質的固固界面轉化，目前此項技術業界都還在攻關中。
除了蘇州清陶，國內的寧德時代、比亞迪、國軒高科、中航鋰電、珈偉股份等電池廠商都在布局固態電池，其中寧德時代以硫化物電解質為主要研發方向。在國際上，豐田、松下、三星、三菱、寶馬、大眾、現代、戴森等企業均在加緊布局固態電池技術的儲備。
行業人士認為，雖然此次固態電池實現了量產，但是要應用于新能源汽車領域還需時日，全固態鋰電池替代傳統鋰電池更是前路漫漫。目前在固體電解質材料、界面性能優化、電極材料選擇，以及成本、工藝等方面還有相當長的路要走。不過，相信在廣大業界同仁的共同努力下，全固態電池產業化之路必將走上快車道。
文章標簽：
固態電池
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