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* }: C3 e% ?" S! h “固态电池”这名字,在很多人心里就是“终极电池”“黑科技”的代名词。资本爱听,品牌爱讲。去年车市物语有一篇《狂热的全固态电池,该降温了》,结论是——虽然近期它很火,但依然活在PPT里,离普通人至少还有五年起步。+ `5 }6 g- B+ C& W9 y! I
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“半固态”听起来好像离“全固态”就差那么一丢丢,但现实是:它俩之间隔着一道技术鸿沟。/ T. a7 m+ I5 O5 z0 y" t5 U
可以打个比方:全固态电池有个核心难题,就是怎么让锂离子在全是固体的正负极之间“跑得快”?这难度,堪比让我们在沙子里游泳。而半固态电池的解决思路很巧妙:给它加点“水”——在关键接触面保留一点液态电解质,离子通道就“顺畅”多了。& z: ^1 y6 n# A8 j
为了让半固态电池的与液态电池“划清界限”,拉近与固态电池的距离,很多时候又称之为“固液电池”——据说还是官方将会改名。
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事实上,市面上的“半固态”电池,本质上更像液态电池的“优化版”,而不是颠覆性技术。
' I- Y4 N4 ?+ C* [) J8 q 传统液态电池,往往是在某些性能上提升,却在另一些方面妥协。比如,液态电池能量密度做到360Wh/kg的时候,在1C充放下的循环寿命可能只有700次;想要寿命提升到1500次?那能量密度就得降到320Wh/kg左右(这是三元锂电池的极限)。2 d1 l1 I7 x- [& x f+ C
而半固态电池呢,目前主流能量密度在350Wh/kg左右徘徊,进步有,但不算“质变”。
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真正有颠覆性的全固态电池是什么样?你在1C充放电下寿命是1000次,如果提高到5C,寿命反而可能飙到10000次,是之前10倍。
+ v# ^7 t) {' L! L+ k) C 所以你看,之前时任腾势总经理的赵长江和智己的刘涛还因为“半固态是不是文字游戏”隔空喊过话。
; {# S( \8 E, m% r0 o2 } 但今年5月份,中国汽车工程学会正式发布《全固态电池判定方法》,首次对“全固态电池”进行定义。即要求离子传递必须完全通过固体电解质实现,与混合半固态电解质电池形成严格的技术分界。说白了,只有电解质“水分”含量不超过1%,才能算为全固态电池。
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) U" j0 r6 x$ i4 O4 x: `( ^& o# }% ` 一方面,全固态电池的车,实在太远。虽然每隔一阵就有新闻说“全固态电池取得重大突破”,但基本都停在实验室阶段。欧阳明高院士前几天也说了,全固态还有一堆科学难题没解决。他说2030年做到500Wh/kg是技术路线,这并不是产品路线,更不是商品路线。靠谱点,得等到2035年左右。
6 O# X. w3 w7 [' Z4 f# L/ _ 另一方面,半固态电池虽不是“纯种”,但也有一定的本领。有人说它最大的本事,是“安全”。他们号称其为电池上了“双保险”: 第一道保险:热失控起始温度。也就是电池内部从这个温度点开始,已经出现了不该有的化学反应,但如果持续时间只有十几秒钟,马上就被热管理系统降温了,电池还不至于完全报废,液态电池如果能把这个温度点做到82℃,半固态电池就可以提升到93℃,会稍微安全一些。
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第二道保险:热失控触发温度。这是最关键的温度点,一旦突破,电池就可能燃烧爆炸。传统液态电池大约在190℃(看来一直是拿三元锂电池说事),而半固态电池可以做到240℃以上。这50度的提升,在真实事故中,可能就是更长的逃生时间。(注意:磷酸铁锂电池热失控需要600度!) 对车企而言,电池衰减是故障,起火爆炸则是灾难。正因如此,即便半固态在能量密度和快充上进步有限,热失控温度提升也不大,但车企依然需要它。
/ C. v( M! z; [9 e% F# F 可以说,半固态电池正迎来一场从高端到主流的“普及风暴”。 以蔚来、智己、东风、岚图、赛力斯、广汽埃安、长安深蓝等为代表的一批车企,已实现或即将实现半固态电池的量产装车,实现了从“有”到“多”。 7 a% A- Y) K" e/ q/ @$ V; Q
1 u+ v. S, |) P! z* q3 t: A: H 在这一进程中,有两类车型具有代表性:一个是蔚来ET7,其搭载的半固态电池版本突破1000km续航,支持5分钟快充补能255km,在零下20℃环境中仍能保持80%的续航,并兼容换电与超充网络。
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一个是以上汽MG4 为代表的普及先锋,以10.28万元的“亲民价”推出半固态电池版,液体含量只有5%,续航虽然只有530km,但MG承诺,如果电池自燃,就赔付一台新车。 在供应链端,量产节奏也在同步加速。宁德时代、蜂巢能源、孚能科技、国轩高科等头部电池企业,正密集推进客户端验证与量产交付。
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3 ]9 ?' b! T5 S% {1 V. _ 除了显著的安全提升,半固态电池能够快速普及的另一个关键驱动力在于成本控制。 有研究报告指出,与需要重构材料体系、成本高出液态电池数十倍的全固态路线不同,半固态电池因材料与工艺与液态体系高度相似,当前头部企业半固态电池成本比液态锂电池高10%-30%。而当半固态电池实现年产10GWh以上规模时,单位成本将接近传统高端液态电池。 4 l K% e- L# C& E
行业专家曾多次表态:液态电池还会存在几十年。我们发展固态电池,是为了保持优势,防止被颠覆。 深蓝汽车董事长邓承浩最近说得更直接:“2030年普通老百姓能不能买到全固态电池我都打问号。甚至2035年后,下一代电池是不是固态,都要打问号。大家要冷静看待这件事。” 在未来,全固态电池真能把能量密度做到500Wh/kg以上,安全又靠谱,还能实现“固液同价”,那它确实会一步步取代半固态电池。 但在那之前,半固态电池又成了车企手上的一张牌——特别是在购置税政策退坡,车企们一边忙着给车“减重”,一边又得死磕续航的节骨眼上。3 u6 }" p. f5 V! A* P* p9 f6 Y, z6 E
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可是,这些车企对更加安全的磷酸铁锂电池视而不见,这所谓的“双保险”,是真的保险吗?
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(资料来源于网络)
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