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青木:全球争相发布固态电池产品,能量密度翻倍 |2024-08-30

电动车的发展受限于动力电池技术,现有的电车其续航里程并不能满足消费者的需求,因此现阶段最优的产品是增程汽车,平时纯电出远门烧油。

虽然从大势上来看燃油车是注定要被电车消灭的,而且这种趋势已经极其明显,但从短期来看燃油车依然具备强大的生命力。

固态电池技术被视为燃油车的终结者,因为这项技术几乎解决了现阶段所有动力电池的缺点,被视为一种黑科技,全球都在等着固态电池技术的落地。

8月21日,中国的鹏辉能源发布消息,称已在全固态电池领域取得重大突破,相关发布会将在8月28日召开。

在28日的新闻发布会上,鹏辉能源发布了第一代全固态电池,能量密度将达280Wh/kg以上,充放电600次仍然可保持90%电量,2025年可以将能量密度提升到300Wh/kg以上,而且并不是实验室产品,已突破量产技术,2026年将正式建立产线并批量生产。

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这个消息备受市场重视,因为这是第一款宣布自己能量产的固态电池产品。
280-300Wh/kg是个什么概念?
除固态电池之外,目前市面上的动力电池主要分为磷酸铁锂和三元锂电池技术路线。
其中三元锂电池的能量密度可以做到180-230Wh/kg,最厉害的高镍三元锂电池甚至能把能量密度做到250Wh/kg。
从这个数据看起来,鹏辉能源的固态电池好像也不怎么滴啊,就强了一点点。
但三元锂电池是液态电池,易燃,被暴力穿刺后安全性问题很大,所以现在的电车为了安全一般都用磷酸铁锂技术,能量密度大幅降低但是很安全,没有安全性问题。
以某热销车为例,搭载的就是磷酸铁锂技术,能量密度为160Wh/kg。
高镍三元锂电池能做到250Wh/kg,续航里程大大提升或者重量大大降低,但是不敢用,万一出个自然起火啥的麻烦就大了。
而固态电池不仅能量密度极高,还被誉为最安全的动力电池。
燃油车自燃甚至爆炸的大部分原因是电路短路或者暴力碰撞引燃了汽油,那三元锂电池是什么原因导致的起火?
因为三元锂电池技术采用的是液态电解质,整个电池包里面几乎都是液体,正负极浸泡在电解液中,中间用一层隔膜来进行隔离。
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三元锂电池的隔膜异常重要,一旦这层隔膜被破坏,正负极的液体就会源源不断的进行接触,然后不断的短路,释放出来的能量会转化成热量。
然后这些液态电解质还具备易燃易挥发的特点,分解温度仅仅只有200℃,隔膜的分解温度仅仅只有160℃,所以一旦正负电解液进行了接触发热,大量的液体会迅速变成气体,导致各处的隔膜被迅速冲破,同时隔膜也会在高温下迅速分解,导致更多的正负极电解液进行接触。
所以测试动力电池安全一般用针刺实验,要刺穿的就是里面的隔膜,只要三元锂电池产品能降低正负极反应速率,撑到一定的时间再起火,给驾驶员足够的时间逃离就算成功,至于隔膜被刺破后不起火那是不可能的事情。
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而所谓的自燃,是因为锂电池在充放电的过程中会随机生成一定的锂枝晶,积攒过多后会降低可充电量,进行极限充放的时候会生产大量锂枝晶,进行浅充浅放的时候会生成少量锂枝晶,但不生成是不可能的,因为这是锂元素的特性。
但对三元锂电池来说,锂枝晶不仅仅是降低电量的问题,其随机生成的特性导致一旦有锂枝晶长在了隔膜附近并不断生长刺破了隔膜,就会导致自燃,这种概率极低但确实存在。
所以三元锂电池能量密度虽高,但不让人安心。
磷酸铁锂电池就没这些臭毛病,因为磷酸铁锂电池接近固态,刺穿不会导致起火,因为你刺穿后电池还是基本固态的,只有针头带过来的那一点点的碎屑,少有液体顺着刺穿的空隙进行流动,固态的磷酸铁锂本身也不易燃也不挥发,所以无法造成源源不断的短路来释放能量。
锂枝晶的随机生长也无所谓了,因为没有隔膜可以破坏了。
所以磷酸铁锂电池相当安全,想让磷酸铁锂电池燃烧只靠穿刺和锂枝晶是远远不够的,要有巨大的严重机械损伤才有可能让足够数量的电池正负极变成粉末且接触,正常情况下如果能把电池破坏成这样,人早就凉了。
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