众企业加码！固态电池会是未来电池的主流吗？

2022-03-28 13:23:54来源：智能制造网整理关键词：固态电池动力电池阅读量：49016

导读：随着“双碳”目标的持续推进，汽车产业的能源结构调整也逐渐提上日程，国家对于电池的单体能量密度的要求在不断提高，呈现出从液态体系电池向固态体系电池转换的趋势。

　　随着“双碳”目标的持续推进，汽车产业的能源结构调整也逐渐提上日程。重卡作为碳排放大户，也将是节能减排的重点。

　　3月26日，在中国电动汽车百人会论坛上，中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高表示，换电模式是重卡电动化的主要产业化路径，工信部已经开始重卡换电示范工程，已推出13个换电模式试点城市，预测今年换电重卡销量将达到2~3万台。

　　目前已经有不少企业采购了换电重卡，据市场反馈，除了在节能减排方面效果突出，换电重卡相较于传统的柴油重卡，动力强，输出扭矩大，踩下电门的瞬间，电动机可在第一时间输出最大扭矩，起步与提速快，爬坡较轻松，这主要归功于动力电池。

　　我国动力电池产业化的目标为：到2025年，液态体系电池单体能量密度将达到350Wh/kg；2030年，液态电池向固态电池过渡的固液混合体系电池单体能量密度为400Wh/kg；2035年，准/全固态体系电池单体能量密度将达500Wh/kg。

　　可以看出，国家对于电池的单体能量密度的要求在不断提高，整体上呈现出从液态体系电池向固态体系电池转换的趋势。

　　固态电池是一种电池科技。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。固态电池的原理与锂离子电池大致相同，只不过采用了固体电解质，能量密度有了很大程度的提升，这也是国家力推固态电池的原因。

　　固态电池从提出到今天也不过六十余年的光景，发展速度却令人咋舌。在电动汽车需求日益增长、国家政策不断推进的刺激下，车企们也纷纷加码，开启了扩产之路：

　　宝马计划在2022年采购测试用电池，2025年前推出搭载固态电池的原型车，并在2025年之前开始对配备全固态电池的车辆进行路测，在2030年前实现量产；

　　丰田计划在2025年与松下合作推出一款使用固态电池的限量发售的电动汽车；

　　现代计划在2025年试生产配备固态电池的电动车，2027年部分批量生产，在2030年左右实现全面批量生产。

　　与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。固态电池的原理与锂离子电池大致相同，只不过采用了固体电解质，能量密度有了很大程度的提升，这也是国家力推、企业选择它的原因。

　　固态电池的优势

　　1.安全系数较高

　　固态电解质可以抑制锂枝晶、不易燃烧、不易爆破、无电解液走漏、不会在高温下发生副反应等。大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路，安全系数较高；

　　2.能量密度高，续航长

　　基于高镍三元+硅碳负极材料，现有体系的锂电池的能量密度很难突破 300 Wh/kg，根据我国动力电池产业化的目标，固态电池成为未来电池发展的必由之路。固态电池，由于采用了固态电解质，能量密度高、能量储备大、稳定性强、充电效率快。同时，固态电解液保证了电池的内阻，直接克服了液态电解液长时间使用导致的续航严重下降的问题。

　　3. 电池寿命长，循环寿命强。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象，大大提升了电池的循环性和使用寿命，以固态锂电池为例，理想情况下能够达到45000次循环左右。

　　就目前而言，市面上出现的固态电池多为半固态电池，即任一侧电极不含液体电解质，另一侧电极含有液态电解质的电池。

　　全固态电池的发展仍面临着一些阻碍。为了兼顾高能量密度、高安全、长寿命等综合性能，固态电池需要匹配高比能的正负极材料，如高镍三元正极、硅碳负极、金属锂负极等。此外，成本问题是固态电池技术商业化的最大挑战，续航里程与使用成本目前仍是电动车的薄弱环节。

　　本届电动汽车百人会论坛有不少看点：松下、亿纬锂能和比克等企业热捧的4680 大圆柱电池、宁德时代推出的麒麟电池以及SES提出的混合液态锂金属电池概念。

　　固态电池能否成为未来电池的主流仍有待时间验证，但可以肯定的是，它将成为未来电池发展的一个新方向。

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