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ballbet贝博登陆百人会理事长于清教一行调研卫蓝ballbet贝博篮球下注固态ballbet贝博登陆研发与建设情况  摄影/ballbet贝博登陆网 茜茜

近日,大众汽车宣布已向斯坦福大学研发固态ballbet贝博登陆的衍生企业QuantumScape追加投资2亿美元(约合14亿元人民币),旨在加速推动固态ballbet贝博登陆技术的研发和商业化量产。

早在2012年,大众汽车就与QuantumScape公司在固态ballbet贝博登陆技术领域达成合作,并在2018年向其投资1亿美元成为其最大股东。随后双方又共同成立了一家专注于固态ballbet贝博登陆研究的合资公司,将于2020年年内设立试点工厂。双方共同的目标是使得固态ballbet贝博登陆真正能够应用于汽车工业领域,并预计在2025年建成一条为电动汽车生产固态ballbet贝博登陆的生产线。

QuantumScape

图片来源:QuantumScape官网

固态ballbet贝博登陆引来各大企业争相布局

据不完全统计,目前全球范围内致力于固态ballbet贝博登陆技术研发与应用的车企与动力ballbet贝博登陆企业有20多家,其中不少企业都宣布要量产固态ballbet贝博登陆,并制定了相应的发展路线计划。

国际上,除了大众汽车,宝马、丰田、本田、日产、松下等车企及ballbet贝博登陆企业均在固态ballbet贝博登陆领域有所布局。其中,宝马2017年就开始牵手Soild Power开发固态ballbet贝博登陆;丰田作为较早着手研发固态ballbet贝博登陆的车企之一,侧重硫化物固态电解质技术路线,有望在2022年推出搭载固态ballbet贝博登陆的车型;今年年初,丰田宣布与松下成立合资企业生产固态ballbet贝博登陆;同在今年年初,戴姆勒宣布与加拿大魁北克水电公司合作开发固态ballbet贝博登陆技术,一旦达到量产状态,将在戴姆勒旗下的电动汽车上使用。

与国际主流车企扎堆布局固态ballbet贝博登陆不同,国内布局固态ballbet贝博登陆的主力军是动力ballbet贝博登陆企业,传统车企仅有北汽集团与比亚迪两家布局,新造车企业的布局者相对更多。

在国内动力ballbet贝博登陆企业中,清陶能源、宁德时代、赣锋锂业、辉能、北京卫蓝、卡耐ballbet贝博篮球下注等走在固态ballbet贝博登陆研发前列。据了解,清陶能源目前已开发出全固态ballbet贝博登陆,单体能量密度可达到430Wh/kg,量产阶段可达到300Wh/g以上;宁德时代在聚合物固态锂金属ballbet贝博登陆和硫化物基固态ballbet贝博登陆方向都有研究;赣锋锂业年产亿瓦时级第一代固态锂ballbet贝博登陆研发中试生产线已建成试产;卫蓝ballbet贝博篮球下注2019年在江苏举行了固态ballbet贝博登陆项目奠基,计划于2020年建成年产0.1GWh固态ballbet贝博登陆生产线;辉能科技称2023 年将开始全固态ballbet贝博登陆试产,2024年全固态ballbet贝博登陆量产。

传统车企方面,北汽集团旗下北汽产投于2019年8月完成了对清陶能源的投资,双方将在固态锂ballbet贝博登陆的产业化方面合作,但并未公布具体的量产落地时间。比亚迪表示,目前正在积极推进固态ballbet贝博登陆项目商用。

新造车企业中,蔚来汽车、天际汽车、爱驰汽车已分别与辉能科技达成合作,共同研发固态ballbet贝博登陆。其中天际汽车在2019年初就推出了首款搭载固态ballbet贝博登陆的ME7样车,不过目前并无最新进展。近日,哪吒汽车宣布与清陶能源达成全面深度合作,共同推进固态ballbet贝博登陆的研发与应用。

固态ballbet贝博登陆更安全、能量密度更高

进入2020年,CTPballbet贝博登陆、刀片ballbet贝博登陆、石墨烯ballbet贝博登陆和无钴ballbet贝博登陆等新技术ballbet贝博登陆相继推出。动力ballbet贝博登陆技术领域虽迎来一系列突破,但是综合考虑ballbet贝博登陆的安全性和续航里程,固态ballbet贝博登陆被认为是未来十年内最适合电动汽车的动力ballbet贝博登陆。

中国科学院院士欧阳明高曾公开表示,基于各国动力ballbet贝博登陆技术路线的比较,短期来看是液态电解液的锂离子ballbet贝博登陆,发展高镍三元正极和硅炭负极,中长期将从液态电解质逐步过渡到全固态ballbet贝博登陆。

“与目前主流的三元锂离子ballbet贝博登陆相比,固态ballbet贝博登陆可以提升电动汽车的安全性,更高的能量密度能够使电动汽车拥有更长的续航里程,并且能够有效缩短电动汽车的充电时间。”盖世汽车研究院资深分析师表示。

首先,从ballbet贝博登陆结构本身来讲,使用固体电解质的固态ballbet贝博登陆具有不可燃、不腐蚀、不挥发、不漏液等优势,可极大确保ballbet贝博登陆的安全性。由正极、负极、隔膜和电解液组成的锂离子ballbet贝博登陆,其电解液易渗出,当遇到正负极短路或者过充时温度会快速升高,易引发ballbet贝博登陆燃烧、爆炸。且随着能量密度提高,三元锂ballbet贝博登陆镍含量不断提升,用于稳定结构的钴和锰含量相应降低,安全问题将愈发凸显。

其次,用金属锂做负极的固态ballbet贝博登陆可匹配高电压正极材料,进一步提升能量密度。而现阶段三元锂ballbet贝博登陆电芯能量密度普遍在240-260Wh/Kg之间,高镍三元锂ballbet贝博登陆虽然可以达到300Wh/Kg,但都已接近极限,难以继续提升。

此外,固态ballbet贝博登陆的封装相对简单,能省掉ballbet贝博登陆包外壳、冷却等系统,同时可实现ballbet贝博登陆柔性化、异形化,根据不同应用场景设计不同形状,灵活性更强。

固态ballbet贝博登陆量产尚存难点

需要指出的是,当下国际主流车企、国内动力ballbet贝博登陆企业以及造车新势力,虽然都在固态ballbet贝博登陆领域进行了前瞻布局,但是固态ballbet贝博登陆技术距离量产还需要解决诸多难点。

上述分析师坦言,固态电解质在安全性与部分电化学性能上虽优于液态电解质,但由于其固体的形态,也存在着先天的缺陷。譬如,固态电解质的锂离子迁移效率直接影响了固态电解质的离子电导率。据了解,目前绝大多数固态电解质的离子电导率低于液态电解质,影响了固态ballbet贝博登陆的实用性能。

其次,在与电极的接触上,液态电解质可以最大限度地与电极保持接触,而固态电解质与电极之间很难做到完美贴合,如此一来,电极与电解质之间的界面阻抗就会上升,同样影响固态ballbet贝博登陆的实用性能。

再次,如何在规模和成本之间找到平衡点,也是其量产路程中不得不考虑的重要问题。

北京卫蓝ballbet贝博篮球下注科技有限公司资深工程师李久铭公开表示,“目前固态ballbet贝博登陆材料体系、电芯、模组、智能制造技术尚未确定,产业链尚未形成。”在他看来,只有安全性、能量密度、循环寿命、日历寿命显著提高,成本及功率特性接近甚至优于液态锂离子ballbet贝博登陆,全固态ballbet贝博登陆技术才有竞争力。

考虑到固态ballbet贝博登陆量产面临的现实困难,以及ballbet贝博篮球下注汽车对高安全、高能量密度动力ballbet贝博登陆的迫切需求,作为折中方案,混合固液电解质锂ballbet贝博登陆将作为固态ballbet贝博登陆发展的过渡方案。欧阳明高亦认为,当前有突破的、有产业化优势的是固态锂离子ballbet贝博登陆,既电解质中有固态也有液态。有测试数据显示,相比于三元锂离子ballbet贝博登陆,目前的混合固液产品能量密度有所提升,安全性可大幅提高,是全固态ballbet贝博登陆技术尚未突破情况下的务实选择。

固态ballbet贝博登陆进入“军备竞赛”阶段,2030年或迎大规模量产

根据盖世汽车研究院《ballbet贝博篮球下注汽车动力ballbet贝博登陆产业报告(2020版)》预测分析,2020年前后ballbet贝博登陆材料将主要向镍三元+硅碳演变,到2025年富锂锰基正极材料取得突破,到2030年电解质方面取得突破后,有望实现全固态ballbet贝博登陆。国内锂电巨头宁德时代亦认为,全固态ballbet贝博登陆至少要到2030年才能进行大规模量产。

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