固態(tài)電池,幾乎被業(yè)內(nèi)公認(rèn)是液態(tài)鋰離子的下一代產(chǎn)品,是未來動力電池的發(fā)展方向。固態(tài)電池的問世,可以說是汽車產(chǎn)業(yè)的又一次技術(shù)革命,因為它相比液態(tài)鋰離子電池,幾乎是飛躍性的提升。
美國航空航天局(NASA)近日表示其研發(fā)的航空用固態(tài)電池取得了重大突破能量密度達(dá)到了500Wh/kg,幾乎是目前最好的電動汽車電池能量密度的兩倍——目前市面上電池密度最高的液態(tài)鋰電池——特斯拉的4680鋰電池的能量密度約為300Wh/kg。而其他車企的液態(tài)鋰離子電池,能量密度幾乎都在200Wh/kg左右。
雖然NASA研發(fā)固態(tài)電池,是為了航天產(chǎn)品服務(wù)的,但是它證明了,固態(tài)電池在能量密度方面的上限和潛力遠(yuǎn)高于液態(tài)鋰離子電池。
而美國哈佛大學(xué),前不久也開發(fā)出了一種新的固態(tài)電池,能夠循環(huán)10000次,有望實現(xiàn)3分鐘內(nèi)完全充電,并且可持續(xù)使用20年。
固態(tài)電池,相比液態(tài)鋰離子電池,之所以提升這么大,主要是因為固態(tài)電池在材料方面的革命,固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池,有著更高的能量密度、更好的安全性和更快的充電速度,相比起來,液態(tài)鋰離子電池的很多問題,幾乎都是因為液態(tài)電解質(zhì)的缺點造成的。
液態(tài)鋰離子電池,因為內(nèi)部的電解液,大大增加了電池的重量,導(dǎo)致液態(tài)鋰離子電池的能量密度不高,當(dāng)前液態(tài)鋰離子電池的能量密度極限約為300Wh/kg。即便向負(fù)極引入硅基合金,也很難突破400Wh/kg的密度上限。
另外,液態(tài)鋰離子電池的電解液,因為有著高度的可燃性,被認(rèn)為是電動汽車自燃事故的元兇,為了保證電解液的穩(wěn)定性,液態(tài)鋰離子電池的車型,充電功率也被限制。
而固態(tài)電池的優(yōu)點,幾乎可以說完全包圍了液態(tài)鋰離子電池:
第一,固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液、耐高溫,徹底解決了電動汽車的自燃風(fēng)險;
第二,固態(tài)電池能量密度高,液態(tài)鋰離子電池的300Wh/kg是極限,但是固態(tài)電池有很大希望突破500Wh/kg關(guān)口,讓電動汽車輕松續(xù)航1000公里。
第三,固態(tài)電池的穩(wěn)定性更好,受到溫度的影響更小,不會像液態(tài)鋰離子電池一樣,冬天秒變“電動爹”。
不過,固態(tài)電池的大規(guī)模量產(chǎn),可能還需要5-10年的時間,這主要是因為,固態(tài)電池的技術(shù)門檻較高,實驗室雖然已經(jīng)可以生產(chǎn),但是成本太高,很難民用,但是固態(tài)電池只要量產(chǎn),就會成為壓死燃油車的最后一根稻草。