鉅大LARGE | 點擊量：660次 | 2021年05月17日
鋰離子電池將實現(xiàn)量產，三元鋰離子電池地位會被取代嗎
十一月十九日，第二屆鋰離子電池技術與產業(yè)發(fā)展論壇在昆山召開。在論壇開幕式上，清陶（昆山）能源發(fā)展有限公司邀請參會嘉賓參觀了國內首條建成投產的固態(tài)鋰離子電池產線。據(jù)悉，這條生產線可日產1萬只固態(tài)電池，電池的能量密度可達400Wh以上，目前產品將重要投用于特種電源、高端數(shù)碼等領域，并預計將在2020年進入動力鋰電池領域，為車企供應電池。此消息一出，幾乎是業(yè)界轟動。
動力鋰電池關于電動汽車來說就如同心臟一般，并且價格也占據(jù)整車的半數(shù)以上，因此，電池技術關于新能源行業(yè)的發(fā)展至關重要，假如無法突破目前水性鋰離子電池電容量的瓶頸，整個行業(yè)很有可能陷入較為困頓的局面。在未來，不僅僅是家用車，就連交通工具可能都要應用電力能源，屆時對電池的要求將會更高。因此，可塑性更高的固態(tài)電池就成為了許多公司努力的方向，包括豐田、寶馬、奔馳、大眾等國際知名車企，以及日本經(jīng)濟省出資聯(lián)合的各大公司，都已開始著手布局這個領域。
在昆山清陶公司的這次產線展示中，人們看到了這一幕：僅有指甲蓋厚度的電池包在被剪刀剪斷后，不僅沒有爆炸，甚至還在正常供電。此外，即使將其彎折上萬次，電池容量衰減也沒有超過5%，并且針刺后電池進水沒有燃燒或爆炸。事實上，固態(tài)鋰離子電池的確具備非常多的優(yōu)點，因固態(tài)電解質具有不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液的性質，不會使車輛發(fā)生自燃事件，大大加強了安全性，的確是一種理想的電動汽車電池材料。
目前主流電動汽車普遍使用的三元鋰離子電池，其實存在一定的缺陷，因為無論從化學結構是電池結構來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。假如不能把壓力及時傳導出去，電池就有爆炸的風險，今年發(fā)生的數(shù)起電動汽車自燃事件，也大半有此緣故。且就續(xù)航角度而言，三元鋰離子電池的單體能量密度目前也面對瓶頸，很難有所突破。假如要提高能量密度，只能新增鎳的含量或者添加CA，但高鎳的熱穩(wěn)定性很差，容易出現(xiàn)劇烈反應。因此，目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。
即使是非常擅長科技與技術研發(fā)的豐田也表示，固態(tài)電池在2030年才能實現(xiàn)量產，可見固態(tài)電池的研發(fā)還是存在部分難題。事實上，固態(tài)電池由于不要液體的浸潤，僅要固態(tài)電解質將正負極片隔開，那么金屬物質材料的選擇就變得非常關鍵。而目前這項技術最大的挑戰(zhàn)也就在于，由于固態(tài)電解質電導率總體低于液態(tài)電解液，這導致了目前固態(tài)電池的倍率性能整體偏低，內阻較大，所以固態(tài)電池暫時無法滿足快充要求。不過，導電率與溫度關系非常大，因此溫度較高的狀態(tài)下工作，會使得電池更好地發(fā)揮性能。此外，電池的導電率要維持在正常的水平，電流過高過低都有可能引起其他問題。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
如今，以松下、寧德時代為首的公司的三元鋰離子電池研發(fā)技術已經(jīng)是爐火純青，即使是在短時間內將固態(tài)鋰離子電池研發(fā)出來，也難以實現(xiàn)量產。畢竟，一項新的技術走向世界時，總是要公司擁有相應的產品量產量力，才能實現(xiàn)大面積的推廣與應用。盡管目前的固態(tài)鋰離子電池還面對著很多的問題，在能量密度上也暫時沒有太大的優(yōu)勢，但其的確擁有非常高的安全性，假如能研發(fā)出合適的金屬材料，或許整個動力鋰電池行業(yè)，都將迎來新的突破。這也是我們希望看到的，畢竟不懈鉆研，才是真正的科研精神。這座廠的規(guī)模達到300兆瓦，是太平洋電氣公司(PacificGasandElectric)四個大型鋰離子電池存儲項目中的一個，太平洋電氣公司是加州最大的公共事業(yè)公司，六月末，它提出申請，希望加州公共事業(yè)委員會能核準項目。一旦建成，電池廠可以存儲大量電力，每月供2700戶家庭使用，換算一下，它的存儲能力相當于加州每年用電量的0.0009%。
因為價格下跌，可再生發(fā)電量新增，全球各地都在修建大型鋰離子電池存儲基地，加州項目只是其中之一，特斯拉也在南澳大利亞修建電池存儲基地，容量100兆瓦。大家越來越樂觀，未來，巨大的電池會存儲風力電能和太陽能電力，替代更多的化石燃料發(fā)電廠。
雖然前景看起來美好，但是有一個問題還沒有解決。電池太貴了，而且壽命也不長，專家認為，這些缺點限制了電池在電網(wǎng)中的用途。當可再生電力越來越多，假如只是依靠電池存儲，而不是讓其它低碳能源也貢獻更大的力量（比如核能、引入低碳技術的天然氣能源），最終成本肯定很高，無法承擔
