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固態電池亮相東京 成本制約產業發展(附股)

作者:中國儲能網新聞中心 來源:巨豐財經 發布時間:2019-10-31 瀏覽:
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中國儲能網訊:據海外媒體Autocar報道,豐田執行副總裁兼首席技術官寺島茂樹(Shigeki Terashi)在東京車展前夕透露,豐田將在2020年東京奧運會期間推出一款搭載固態電池技術的新能源車。

據悉,該車型將基于豐田e-Palette平臺開發,e-Palette是豐田面向未來自動駕駛和車聯網打造的一款概念產品,根據此前豐田方面的介紹,e-Palette將作為2020年東京奧運會和殘奧會上運動員及后期保障人員的出行巴士。

成本過高影響商業化進程

相比現有搭載碳酸鐵鋰或三元鋰動力電池的新能源產品,固態電池的能量密度大幅提升,柔性化特性也讓更多電池造型成為可能,另外,固態電池在安全性上也具備優勢。不過,受技術和成本等因素限制,當下固態電池批量化生產難度仍很大。

寺島茂樹也表示,豐田推出固態電池新能源車型旨在對外展示其在固態電池領域的技術領先性,但鑒于當下過高的生產成本,該車型的大規模量產或將推遲至2025年。

全固態電池汽車的優勢

1、電池更薄、體積更小,汽車動力儲存更大

傳統鋰電池受制于工藝的原因,其中的隔膜和電解液就占據了電池中近40%的體積和25%的質量。

但全固態電池,因采用固態電解質,正負極之間的距離可以縮短到幾到十幾個微米,這樣一來厚度得到大幅降低,在同等空間下全固態電池裝載數量遠大于傳統鋰電池,從而具有更大動力儲存、更大續航里程的優點。

往大了說,厚度薄、體積小這一優勢還可以讓全固態電池適應各種新型小尺寸智能電子設備的應用(在厚度達到毫米級以下后還可以柔性化開發,使其成為可彎曲可折疊的電池膜)而在這一點上傳統的鋰離子電池的技術是很難達到的。

2、更安全

因為傳統鋰電池使用液體電解質,而液體電解質具有易燃、易爆、易揮發的特性,在受到外部撞擊或者其他極端情況時,就會發生電池短路,繼而起火燃燒的特性,無法提供足夠的安全保障。

但全固態電池使用固態電解質沒有電解液具有不可燃、無腐蝕、不揮發的特性,且不存在漏液問題,相較于傳統電池在熱穩定性上有先天優勢,理論上講安全性上,全固態電池汽車可以吊打現有的所有鋰電池汽車。

3、電池能量密度更高,汽車續航更大

與目前市面上的液態鋰離子電池相比,全固態電池除了安全性高外,能量密度高也是其最大的亮點。

能量密度高的核心就是可以不必使用嵌鋰的石墨負極,而是直接使用金屬鋰來做負極,這樣除了減輕負極材料的用量外,還使得整個電池的能量密度有明顯提高,因其負極可采用金屬鋰,電池能量密度有望達到300~400Wh/kg甚至更高,可匹配高電壓電極材料,進一步提升質量能量密度,應用到汽車上將大大提升續航能力(現在許多實驗室中,都已經可以小規模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態電池了一般鋰離子電池是100-220Wh/kg)。

此外,許多新型高性能電極材料,可能之前與現有的電解液體系的兼容性并不好,但是在使用全固態電解質后該問題可以得到一定的緩解。除了以上3大優點外,全固態電池汽車還具有:電池循環壽命長、工作溫度范圍寬、電池回收方便、可快速充電、生產效率高等優點。

固態電池或將被列為新能源汽車核心技術攻關工程

近日,一份標有《新能源汽車產業發展規劃(2021-2035年)》(征求意見稿)(以下簡稱《規劃》)字樣的行業規劃文件在網上流出,許多人都感覺很過癮,認為以此可以提前窺探政府層面對新能源汽車產業長遠規劃的大致方向。網傳《規劃》對動力電池、燃料電池的產業發展和技術創新提出了具體目標。其中,“加快全固態動力電池技術研發及產業化”被網傳《規劃》列為“新能源汽車核心技術攻關工程”。如若消息屬實,全力研發全固態電池或將被上升到國家戰略層面。

固態電池企業現狀匯總

贛鋒鋰業

贛鋒鋰業同樣選中氧化物厚膜路線。根據其發布的公告,由其研發的第一代固態鋰電池研制品已通過多項第三方安全測試和多家客戶送樣測試,單體容量10Ah,能量密度不低于240Wh/kg,1000次循環后容量保持率大于90%,電池單體具備5C倍率的充放電能力。截止至2018年12月31日,其40Ah 固態鋰電池產品定型,產品的安全指標和綜合性能通過內部測試,達到研制品水平。

今年3月份,年產億瓦時級的第一代固態鋰電池研發中試生產線開始建設,計劃于2019年下半年建成投產。

清陶新能源

清陶堅定固態聚合物的路線。去年11月,清陶建成第一條單體能量密度達到400Wh/kg的固態電池產線,推出第一批固態鋰電池產品,產品主要投用于特種電源、高端數碼等領域。

它建成產能為100MWh的中試線。除此之外,今年7月,清陶新能源年產10GWh固態鋰電池項目簽約儀式在宜春舉行。該項目一期固態電池產能為1GWh,預計今年年底投產,二期產能9GWh,2020年6月底開工建設,此后兩年內投產。

北京衛藍

北京衛藍走的是氧化物+聚合物固態電解質路線。它開發出一種固態電池額定容量為4-8Ah,能量密度為240Wh/kg。據了解,北京衛藍已經掌握了包括金屬鋰表面處理、原位形成SEI膜技術、固態電解質、鋰離子快導體制備技術以及高電壓電池集成技術、陶瓷膜優化技術和集流體解決方案等多項技術。

目前,它處于中試線建設階段、一期項目總投資5億元,將于2020年3月投產,建成后預計形成年產100MWh固態電池的生產規模。

寧德時代

寧德時代主要走的是硫化物路線。目前它研制出容量為325 mAh的聚合物鋰金屬固態電池,能量密度達300 Wh/kg ,循環達到300周以上,容量保持率達到82%。

比亞迪

比亞迪沒有對固態電池的技術開發路線設限,固態聚合物、氧化物均是它的目標對象。資料顯示,它申請了全固態鋰離子電池正極復合材料及一種全固態鋰離子電池的發明專利。

目前,其固態電池正處于小規模試用階段。而據外媒報道,比亞迪新興固態電池將于2021年開始在日本交付。

珈偉

珈偉發力的是凝膠聚合物。2018年7月,其36Ah類固態三元軟包電池通過國家強檢。能量密度達到230 Wh/kg,循環次數為4000次,可用在電動摩托車上,價格大約 1.5元/wh。

目前它已完成類固態電池測試階段。一期已投產產能規模為100MWh(或為中試線產能),正在開工建設的二期產能為2GWh。

關鍵字:豐田 固態電池

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