比亞迪要把這電池量產了,那傳統汽油車真就岌岌可危了

遙記得2016年初,蘋果率先公佈了一項專利技術,就是固態鋰離子電池。那時候蘋果的願景,就是在體積相等情況下,使用固態電池的蘋果手機,可延長到2-3天充一次電都夠用,充電寶的地位將大大下降。不過呢,2018年快要過去一半了,這一願望還是沒實現。

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上個月,豐田/本田/日產三大車廠要聯合起來搞研發,這在日企並不多見,研發方向就是固態鋰電池。參與者還有老牌電池企業松下/湯淺,以及化工企業東麗/旭化成。原因是,2013年的時候,日本提供了全球大約70%的汽車電池,但隨著中國/韓國電池業的崛起,到2016年日本電池份額已經跌到了41%,此舉也是想讓日企電池重返世界前列的想法。

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在地球的另一端,博世也沒閒著,在鋰電池行業落後的博世,本打算放棄動力電池這塊業務,但固態電池讓博世看到了希望,於是,博世花大價錢收購了美國SEEO新創公司,這家公司生產的固態鋰電池離量產最接近,馬上就能看見效益。與此同時,大眾和美國QuantumScape,三菱和湯淺等,都在佈局固態鋰電池研究。

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話說目前無論鋰離子電池還是磷酸鐵電池,都是液體電池,都需要電解液/隔板,在工作中都會產生高溫和氣體。電解液非常重還不便宜,隔板沒啥大用還要佔體積,高溫就要設計複雜而龐大的散熱系統,氣體也是容易爆炸的誘因,而且,目前的鋰離子電池能量密度約是120wh/kg,這些都是制約鋰電池發展的瓶頸,很難從技術上突破滿足汽車動力電池需求。

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於是,足夠好先生繼續鑽研,終於研究出了不需要電解液和隔板的固態電池,這就從根本上減輕了電池重量和氣體生成,隨之帶來非常多的好處。首先是體積和重量,理論上,固態鋰電池比現時期液態鋰電池體積將減小40%,重量減小25%。

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液態鋰電池的危險,來自於內部短路,以及外部擠壓變形時一起的燃燒和爆炸。液態電池快速充電時可能會產生晶須,這種堅硬的結晶體,會引起電池鼓包,也可能刺穿隔板導致電池短路。而擠壓變形時,短路產生的火花,容易點燃易燃的電解液,並釋放出氣體,致使自然甚至爆炸。固態電池沒有易燃的電解液,快充時不產生晶須,因此可以有效避免短路和自燃。

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另外,液態電池在40度以上的高溫下,壽命大大縮短,所以特斯拉等一眾電動車,都有一套嚴格的溫控系統,防止電池高溫。但固態電池工作時,不會產生升溫,反而需要一定高溫維持固態電池的活性。另外,即使零下20度的環境,固態電池也會照常工作,不會出現電量下降現象。

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而且,固態鋰電池的能量密度可達300-400wh/kg,是現今液態鋰離子電池120wh/kg的2-3倍,因此,同樣大小的電池,充一次電實現1000km續航不是問題,基本上可以打消大部分消費者續航里程焦慮,畢竟,許多人半個月才跑1000km左右,半月充一次電這個頻率不算高吧。

說了那麼多好處,那固態鋰電池有沒有缺點呢?當然有,不然為什麼固態電池發明3、4年了,目前還是在試驗測試階段,並沒有大規模沒有量產。一個原因是固態電池因為內阻大,充電不能太快,快充是個問題,如何解決學者們正在研究。另一個缺點,是固態電池需要一定的工作溫度,液態電池需要降溫,固態電池需要加熱,當然,這個問題還算比較好解決。

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總體來說,固態電池解決了液態電池的重量/體積/能量密度/安全/高價這些對於汽車來說要命的問題,即使也有一點缺點,但我們有理由相信,這的確是未來汽車上動力電池的理想解決方案,當然,中國的動力電池領導者寧德時代和比亞迪也都在暗中研究,就看誰能提前搞出成熟可靠的東西了。

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