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2017年7月14日 星期五

Doubling Battery Power of Consumer Electronics using SolidEnergy System's Lithium Metal Batteries





來源: 鋰電大數據



高能量密度,是當今新能源行業焦點。日本政府率先提出2020年純電動汽車用動力電池電芯能量密度達到250Wh/kg的目標;隨後美國將2020年電芯能量密度目標,由原來的220Wh/kg,提高至350Wh/kg;中國的技術目標則是2020年鋰電池能量密度達到300Wh/kg。一時間,各大電池企業紛紛加大研發力度,力爭按時或提前達到目標,不過,目前市場的趨勢是走三元電池之路。

號稱能量密度至少是鋰離子電池3倍的固態電池今何在?它到底什麼時候才能量產?



高能量密度固态电池 到底什么时候量产?

固態電池的發展
豐田2010年就推出硫化物固態電池,2014年其實驗原型能量密度已達到400Wh/kg。截止到2017年2月,豐田固態電池專利數量達到30件,遠遠高於其它企業。

英國富豪詹姆斯-戴森(JamesDyson),2015年公司收購了固態電池企業Sakti3,當時戴森曾表示將會投資近10億美元,大量生產固態電池。2016年8月份戴森表示,會出資14億美元,興建一座電池工廠。業界認為,該工廠將擔負量產固態電池的責任。

德國汽車零組件巨頭博世(BOSCH),2015年收購美國電池公司「Seeo」。博世和Seeo然後與日本著名的GSYUASA(湯淺)電池公司和三菱重工共同建立了新工廠,主攻固態陽極鋰離子電池。


日前有海外媒體報道稱,寶馬正在研發一款更為先進的鋰離子電池,這款電池將用固態電解質代替現有的電解液,更輕、更安全、密度更高。據悉,新電池的量產時間或為2026年。

CATL在硫化物固態電池方面比較成熟,目前正加速開發EV用的硫化物全固態鋰金屬電池研發的步伐。

鋰電大數據在百強尋訪活動中,也瞭解到環宇賽爾新能源、河南鋰動電源等企業也佈局了固態電池。


固態電池的優勢
固態電池安全性及高能量密度的性能優勢相當突出。固態電池在繼承傳統鋰電池的優點基礎上,安全性、能量密度等方面大幅進步。

Sakti3官方稱,Sakti3已製造出能量密度達1100瓦時/升的電池。美國佛羅里達大學的電池專家、材料科學教授Kevin Jones認為:如果能量密度能像Sakti3提出的那樣高,那麼電動汽車的使用成本,就有可能與普通汽車相同。

而且固態電池還有另一項優勢--在事故中損壞時不易爆炸或起火。傳統鋰電池的液態電解質易燃易爆,以及在充放電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜,引起電池短路,造成安全隱憂。但固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題,也克服了鋰枝晶現象。
不止於此,固態電池還具有循環性能強、適用範圍擴大等優點。台灣輝能科技公司(Pro Logium)曾推出一款採用軟性電路板為基材的固態電池,其厚度可以達到2mm,相當於一小片口香糖的厚度,可以隨意折疊彎曲,展開弄平再進行使用。這麼一塊看似不起眼的電池,其容量可以達到1000毫安。

固態電池什麼時候量產
豐田曾經表示,希望到2020年,能在新能源車上應用固態電池技術。

但在目前看來,最具考驗的地方在於價格。據瞭解,液態鋰電池的成本大約在200-300美元/千瓦時,如果使用現有技術製造,足以為智慧手機供電的固態電池,其成本會達到1.5萬美元,而足以為汽車供電的固態電池成本,更是達到令人咋舌的9000萬美元。
固態電池生產成本居高不下的一個重要原因,在於生產效率低下。Sakti3稱,最終將會把電池的成本降低至100美元/千瓦時,不過,Sakti3方面並沒有給出最終的時間。

從理論的提出時間以及發展過程中所走過的路來看,固態電池並不是一個新的概念,且研發上的進展並沒有想象那麼快速。
另外,即使Sakti3最終能做到成本上的降低,電池從實驗室到最終的量產也需要不短的時間。

正如液態鋰電池,在上世紀70年代,相關的理念和實驗認證就在齊頭並進地推進,但真正大規模的使用,已經是20世紀末了。

固態電池什麼時候量產?

路長且遠。


                                                                                                                                                                                                                 

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