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固态电池举起“革命大旗” 电池行业技术洗牌在即

添加时间:2017-10-9 9:26:17 编辑:电池在线网  文章来源:电池在线网

核心提示:今年以来,几则消息让热闹的全球锂电池行业犹如打了鸡血般兴奋。一则是,日本企业巨头日立公司研究人员宣布其固态电池技术已经研

今年以来,几则消息让热闹的全球锂电池行业犹如“打了鸡血般兴奋”。一则是,日本企业巨头日立公司研究人员宣布其固态电池技术已经研发完成,新一代电池可以抵御外太空极端温度,并且已经将这种电池送到了航天部门和企业进行使用实践,声称要在三年后的2020年量产上市。另一则是,丰田正在研发由全固态电池提供动力的电动车。该动力电池将大大提升电动车的续航里程,并缩短充电时间。根据丰田的计划,这款电动车将于2022年上市销售。另外,中国电池联盟(微信号:zgcbcu)在不久前进行锂电池回收产业链调研时,有企业介绍说已经研发成熟了固态电池,并且做了小批量量产,未来不久就会上市。

有专家分析认为:固态电池已经举起了“革命大旗”,未来锂电池整个产业链将会发生颠覆性变化。

固态电池举起“革命大旗” 电池行业技术洗牌在即

巨头纷纷布局

日本企业疯狂的在“固态电池”领域砸钱,并且已经取得长足发展。

丰田就计划于2020年用固态电池取代锂电池,其能量密度是锂电池的三到四倍。丰田负责材料工程的高管ShigekiSuzuki表示,丰田将于2020年全面实现全固态电池商业化,并在未来几年内使用锂空气电池。但他并未提供任何该计划的细节信息。

2016年 11月24日,三井金属发布了下一代的锂离子二次电池的“全固态电池”用的硫化物固态电解质。2012年三井金属全固态电池已经取得一定的成绩,因为车企需求,雪藏五年,终于从幕后进入台前。今后,三井金属将会与电池厂商和汽车厂商等合作,到2020年将实现量产化。

事实上,世界各地的研究人员都走在将固态电池商业化的路上。全固态锂电池具有极高的安全性,其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,同时也克服了锂枝晶现象,搭载全固态锂电池的汽车的自燃概率会大大降低。

全固态锂电池当前能量密度约400Wh/Kg,预估最大潜力值达900Wh/Kg。但是固态电解质具有高的电阻,在功率密度方面还存在一些待解决的问题,需要从固态电解质、正负极材料上着手,一旦这些问题能够有效解决,必将在未来掀起一场新的电池革命。

而在固态电池的研究上,日立走在了前头。日立佐森总裁Takashi Tanisho透露,目前已经将固态电池的样品送到了航空航天和汽车行业的潜在客户。此外,日立正在与一个未公开的日本电池制造商合作,完善一些细节上的问题,并在2020年之前将固态电池投放市场,而且可能不会在日立的品牌下出售。事实上,日立在前沿科技上一直保持着领先地位,日立已经开发出了一款续航约400公里的纯电动汽车(EV)用锂离子电池技术。

很多业内人士认为,日本由于发展路线原因,纯电动汽车技术已经落在了后头。但事实上,作为最先实现锂电池产业化的日本企业,即便锂电业务全球占比逐渐减少,但在高端市场依旧没有竞争对手。从丰田2022年量产固态电池、GS Yuasa2020年续航翻倍上就可以看出来。未来的新能源市场,日本依旧是巨头。

早在2015年,汽车配件制造商博世集团成功收购了位于加州海沃德市的Seeo电池公司。据悉,该公司已经研发出能够提升电动汽车2倍续航能力的新一代固态锂电子电池。

Seeo公司有能力将电池的能量密度从50%提升至100%,这样一来就能大大提升电池的续航能力。Seeo公司目前已经研发出能量密度达到350Wh/KG的电池,这大约是目前已使用的电动汽车中的电池的两倍密度。Seeo公司的DryLyte“固态”聚合物电解质不易挥发,也不易燃,这就意味着这种电解质能够在更高的温度下使用。

国内企业蓄势待发

今年8月9日,一则消息让业界大吃一惊:华气电池(浙江)10亿安时聚合物固态动力锂电池项目在丽水生态产业集聚区松阳分区开工建设。华气电池动力锂电池项目总用地面积657.88亩,将在松阳新建总投资12亿元以上的10亿Ah(安时)动力锂电池、2亿Ah(安时)超级电容生产线和电动车电控系统、电机生产设备。

其实,早在2016年12月17日,宁德时代就已经透露出其布局“固态电池”的决心。研发经理郭永胜在“第七届全球新能源汽车大会(GNEV7)”上介绍了公司固态锂金属电池的研发进程,他表示,宁德时代在做固态电池之前对全球做固态电池的企业做了调研,目前该项目还处于早期阶段。宁德时代在研发过程中,也在关注固态电池的制造问题,固态电池整个制造工艺跟传统的锂离子的制造工艺不同,需要新的设备,新的工艺,所以宁德时代也同时进行工艺的研发。

中国电池联盟(微信号:zgcbcu)在不久前进行的一次调研中了解到,国内多家电池企业已经开始或者即将量产“固态电池”。

针对固态电池的技术发展和未来市场,真理研究首席分析师墨柯认为,从整体来看,固态电池现在的制备技术成熟度还有待加强,能形成规模产能的企业有限,技术规模化扩产需要克服的困难还有很多,仍处于推广发展期。但可以预期的是,随着研发和工业技术的不断发展,全固态电池中的科学和工艺上的问题会逐渐得到缓解,在未来几年,固态电池产品的市场会迎来蓬勃发展的机遇。

固态电池将会颠覆市场?

赛迪顾问投资部总经理吴辉认为,当今占据技术主流的是锂离子电池,但是从长期来看,固态电池或许更能满足人们对高能量和高安全性的现实需求,将会给当下的锂电池市场带来一场革命。

工作原理上,固态锂电池和传统的锂电池并无区别。传统的液态锂电池被称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质。锂离子像一个运动员,在摇椅两端来回奔跑,锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中,电池的充放电过程就完成了。而固态电池只不过其电解质为固态,具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池容量。

固态电池有很多优势,发展前景值得期待。其中,两个最明显的优势就是能量密度更高,运行更安全。使用了全固态电解质后,锂离子电池可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样可以大大减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。现在许多实验室中,都已经可以小规模批量试制出能量密度为300-400Wh/kg的全固态电池。固态电池在大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路,不会在高温下发生副反应,不会因产生气体而发生燃烧,因此,安全性被认为是固态电池发展的最根本驱动力之一。







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