买电动车的时候,你是不是经常陷入两个烦恼:冬天续航掉一半,要怎么办才好?要是遇到电池安全出问题,又得怎么应对?
最近锂电行业传来两条消息,或许能帮你解答这个疑问。一方面,清华大学的团队在《自然》期刊上发表了新研究,找到了一条让固态电池更安全、续航更持久的技术路线;另一方面,上汽、宁德时代等企业也都喊出了到2027年实现全固态电池的目标。
问题就摆在眼前,固态电池到底是纸上谈兵还是真有望变成现实?到2027年,会不会成为我们选购电动车的“黄金期”呢?
现在全世界的汽车厂商和电池生产商,好像都达成了共识,把全固态电池的量产时间定在了这年底之前。
宁德时代直言要在2027年前实现全固态电池的少量生产,比亚迪也打算在同一年开始全固态电池的示范上车,连一汽、长安、奇瑞这些整车厂,都是把“全固态电池装车验证”列入了2027年的安排。
不仅国内热火朝天,日本那边也没闲着,丰田联手出光兴产研发的全固态电池,据说打算用在2027-2028年推出的新车上。
而且出光早在上世纪90年代就搞定了硫化锂原料技术,现在在电解质的导电能力和耐水方面,确实占有自己的一席之地。
为什么大家都盯着2027年呢?看国信证券的预测,或许能明白些,到了2030年,全球全固态电池的市场容量可能会突破千亿元大关。
实际上,全固态电池才是彻底解决电动车“续航担忧”和“安全问题”的最佳办法。
它不仅能把能量密度提升,让电动车跑得更远,还能破解传统锂电池在低温下衰减快、循环寿命短的老毛病。
不过呢,现在全固态电池里头还存在不少难题:价格太贵,产业链也还没布局完善,尤其是固-固材料碰撞产生的界面阻抗问题,一直是业内拦路的“拦路虎”。
正是因为这个原因,2027年被看作“决战年”,谁能率先攻克这些难题,谁就有望在未来的电动车市场抢占先机。
不过呢,全固态电池还得等到2027年才会普及,现在想买电动车的朋友们怎么说?别急着着急,半固态电池早就走到了“能开上车”的程度,而且价格还算挺实在,让人挺惊喜。
最明显的例子就是上汽集团,八月官方宣布要把半固态电池装到全新MG4上,今年之内就能开始大量交付。就算搭载半固态电池的也是顶配版,价格也没飙到“天价”,让人觉得挺实在。
之前一提到“新技术电池”,大家都觉得价格肯定得高点,这次上汽能把价格压得这么实在,主要靠的是清陶能源的干法制造工艺撑腰。
有人可能会问,干法工艺到底有什么特别的优势?大致来说,传统电池制造用的湿法工艺,需要用溶剂来溶解电极材料,步骤繁琐,能耗也比较高,成本自然就难以降低。
干法工艺把溶剂全都省了,不光能减少工序、节省能耗,还能搞定锰基正极在液态体系里的稳定性难题,把锰基材料“低成本、高电压”的优势真正挖了出来。
正是靠这套工艺,上汽清陶的半固态电池才能在性能表现和成本控制上找到一个不错的平衡点。
特别是在冬天的表现上,-7℃的环境里,装这款电池的MG4,续航能力比用磷酸铁锂电池的车型多出13%左右,寒冷天气里的放电功率也提升了20%以上。也就是说,冬天开车不用再担心“开空调会掉续航”了。
而且,这款电池经过了严格的安全检测,从源头上减少了传统锂电池的安全隐患。当然,半固态电池再怎么样,也不过是个“过渡方案”,真正的行业终点还是全固态电池。
要想突破全固态电池的瓶颈,还得依靠实验室里的那些技术创新。前段时间,清华大学化工系的张强教授团队在《自然》上发表的研究,给这个行业带来了新的启发。
他们为全固态电池面临的两大难题——固固界面阻抗偏大和电解质在宽电压范围内难兼容高压正极与强还原性负极,研发出一种新型含氟聚醚电解质,最终制成了能量密度达到604Whkg的高安全性聚合物电池。
这个能量密度意味着啥呢?要是以后全固态电池能大规模量产的话,电动车跑得里程可能比现在翻一番,还不止呢,安全性能也能比现在更上一层楼。
不过眼下,固态电池的技术路线还没统一,各家就像在凑蛋糕材料,有人喜欢用巧克力胚(聚合物电解质),有人觉得芝士胚(硫化物电解质)更棒,还有人偏爱水果胚(氧化物、卤化物电解质)。
正极材料也是这样,日本丰田、日产偏爱用高镍三元正极,而国内一些企业则把重点放在钴酸锂和富锂锰基材料上。在负极这块,石墨、硅碳、锂碳复合材料都在不断进行研发和测试,大家都在积极探索适合的方案。
不管走哪条路,众所皆知的就是得先实现半固态电池的量产,然后再逐步转向全固态电池。毕竟,半固态电池和目前的锂电池技术更为相似,容易实现规模化生产,还能在这个过程中积累全固态电池所需的产业链经验。
除了电动车之外,固态电池将来还能在很多其他领域找到用武之地。
就比如说消费电子产品,像折叠屏手机,大家常担心续航不够、那电池占地方太大,而高能量密度的固态电池就能做得更薄、更安全,说不定还能帮忙搞定这些难题。
在机器人行业,特别是家用服务机器人,对电池的体积越变越小、续航时间越拉越长的需求也逐渐增多,固态电池在这方面也大有作为。
如今的锂电池行业就像赛跑中的“接力”,半固态电池已经接过了第一棒,以“能上车、价格实惠”的优势,缓解了目前电动车用户的难题。
全固态电池正在实验室和工厂里加紧“磨炼”,瞄准2027年接过第二棒,为电动车带来“续航更长、安全更高”的新时代。
对于咱们普通人来说,现在买电动车,半固态电池还算不错的选择,要是不急着换车,倒不如再等等到2027年,说不定那会儿,我们就能用上“续航不用担心、安全更有保障”的电动车。这一切,其实都是被现今的每一次技术突破、每一次量产尝试,一点点推向现实的。
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