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    固态电池进展如何?丰田和这台湾厂商,领先一众车企
    时间:2020-04-14  来源:www.jfqx.com  阅读:819

    首先,从新一代锂电池技术固态电池入手,分析了当前固态电池技术的产业化进程及其优缺点。

    1。固态电池的产业化只差一英尺,但电池寿命的提高是有限的。

    在过去一年多的时间里,台湾慧能已经开始与主要的主机厂合作测试电池组,这在氧化物固态电池领域具有重要意义。在10月22日的东京汽车展上,丰田汽车首席技术官庙老师毛曙也表示,2020年东京奥运会将展示固态电池汽车的运营,固态电池汽车的大规模生产将有可能在2025年左右。从这一信息来看,慧能似乎正在接近半固态电池产品和丰田硫化物全固态电池产品的大规模生产。

    2,慧能半固态锂电池初步具备小批量生产能力

    近日,慧能首席执行官在论坛上透露了最新电池技术进展。通过论坛信息,我们可以看到慧能所谓的固态电池不是全固态电池,而是添加了少量有机电解液的半固态电池。添加少量有机电解液可以大大改善界面接触问题,使电池性能几乎达到液体电池的水平,同时在安全性、高低温性能、散热等方面具有明显的优势。半固态电池解决了目前液态锂电池的安全问题,但没有解决能量密度问题。因为负极不能使用锂金属,所以它的能量密度没有领先优势。

    半固态锂电池的结构与液态锂电池非常相似,其生产可以采用低温压制和轧制生产工艺,以保证半固态电池的生产成本与液态锂电池相当。目前,陶瓷电解质的生产规模相对较小,成本仍然较高,这使得半固态电池原料的成本相对较高。另一方面,固态电磁产品的产量仍然低于液态电池。大规模生产后,半固态电池的成本将大大降低,但与液态电池相比,它可能仍处于劣势。一般来说,半固态电池的核心优势是安全,在中短期内(3-5年)成本仍然处于相对劣势。

    慧能也意识到半固态电池无法完全解决目前的里程焦虑,全固态锂金属电池也在积极开发中。由于全固态电池不添加有机电解液,界面接触问题需要通过其他方式解决。目前,仍然没有更好的解决办法。为了提高固态电池的能量密度,金属锂阳极是一个非常合适的解决方案,但是金属锂阳极技术和相关的接口问题都是非常大的挑战。虽然慧能已经向固态电池迈出了“半步”,但要实现真正的全固态电池,还有更困难的“半步”。

    3。丰田全固态电池可以实现小批量生产能力

    早在2014年,丰田就透露将在2025年左右实现固态电池汽车的大规模生产。最近,丰田执行副总裁兼首席技术官寺石茂(Shigeki Terashi)在东京车展前夕透露,丰田将在2020年东京奥运会期间推出一款采用固态电池技术的新能源汽车,预计该车将在东京奥运会和残奥会上用作运动员和辅助人员的公交车。

    根据公共技术资料,丰田采用硫化物固体电解质技术路线,正极采用现有三元材料,负极采用石墨。关键的生产过程是以卷对卷的方式进行的,这与慧能的生产过程大体相似。电极浆料和压制工艺采用了新的配方和方法。丰田固体硫化物电池在技术上与辉光能源最大的不同在于它不需要注入少量的电解液。丰田固态电池可能是真正的固态电池,这使得丰田在未来实现了金属锂负极和高压正极材料的应用,并且似乎走上了自然之路。

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    慧能比丰田的计划提前了一步,提高了安全性,并有可能实现低成本(仍需要大规模生产验证)。在未来,能量密度问题可以通过高压和金属锂进一步解决。丰田固态电池从目前的材料体系延伸到未来的高压正极和锂金属负极材料,它们在工艺和材料体系上更加兼容。因此,它在实现大规模生产高能量密度固态电池方面具有一定的先动优势。

    根据锂电池新材料和新技术研发周期的计算,在成功解决各种技术问题的情况下,2025年后高能量密度固态锂电池可以实现原型开发和小批量生产。固态电池能否在未来取代液态电池主要取决于成本差异,其次是安全性。作者认为固态电池的成本有望与液态电池相媲美,但“好事多见”中有许多不确定因素。

    另一方面,从氢燃料电池的产业化和技术分析,氢燃料电池的技术优势和发展难点。自丰田在2014年底推出第一代氢燃料电池以来,全球氢燃料电池汽车数量已超过1万辆,预计到2020年底将超过2万辆。市场将逐渐从引进期转向成长期。长寿命和环保已经成为氢燃料电池汽车最闪亮的标签。世界各国政府也在加大对政策的支持。相关企业正在加大对加氢站等基础设施建设的投入,以促进氢燃料电池汽车产业的发展。

    在新技术和新产业的早期发展中,总是存在各种各样的问题。2019年可以称为氢燃料电池汽车发展的早期质疑阶段(早期的动力电池也受到严重质疑,伴随着火灾和爆炸,成本高.)。自2019年以来,许多氢气爆炸导致了对行业内外氢气安全性的质疑。与此同时,加氢站建设的高投资和氢气使用的高成本也引发了对氢燃料电池未来经济性的担忧。笔者认为,氢燃料电池的安全性是一个技术问题,技术特点和运行成本是市场定位的基准。

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