動(dòng)力電池失效原因分析與解析技術(shù)

1.精彩觀點(diǎn)

熱失控主要有以下兩方面原因：外部原因包括機(jī)械濫用、電濫用、熱濫用等；內(nèi)部原因諸如高比能化與快充導(dǎo)致發(fā)熱量增加，溫升升高副反應(yīng)增加，內(nèi)阻增加不一致性放大導(dǎo)致析鋰脹氣等。

2.核心內(nèi)容

動(dòng)力電池失效導(dǎo)致的新能源汽車自燃為何頻繁發(fā)生？動(dòng)力電池失效會(huì)導(dǎo)致哪些后果？動(dòng)力電池失效都有哪些原因？如何降低電池失效風(fēng)險(xiǎn)。獨(dú)家分享了電池失效背景；電池失效原因分析；電池失效原因整體分析解析技術(shù)逆向分析方案；電池失效原因整體分析解析技術(shù)正向分析方案等內(nèi)容。

以下為演講PPT（部分）：

“刀片電池”將帶領(lǐng)磷酸鐵鋰回歸？

撰寫 1月17日

導(dǎo)讀：從新能源汽車電池安全、壽命等多方面考慮，磷酸鐵鋰電池還是有其自身優(yōu)勢的，將來能否超過三元電池，還需要“刀片電池”在市場中的驗(yàn)證。

在近日舉辦的百人會(huì)論壇上，比亞迪董事長王傳福表示，比亞迪將會(huì)開發(fā)新一代磷酸鐵鋰電池——“刀片電池”，并于今年量產(chǎn)。全球首款搭載“刀片電池”的車型比亞迪“漢”有望于今年6月上市

續(xù)航600公里 壽命長達(dá)8年

據(jù)了解，比亞迪“刀片電池”采用了GCTP 技術(shù)，單體電芯較傳統(tǒng)方形電池更加長和扁平。比亞迪專利顯示，該電池度最長可以達(dá)到2500mm，是傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池的10倍以上。

該產(chǎn)品的優(yōu)勢在于能夠提高電池包50%的能量密度，減少電池包約30%的制造成本。而且，長條形電芯具有很好的散熱效果。

這樣一來，不僅電池可以擁有更長的續(xù)航能力，磷酸鐵鋰電池壽命長，安全性高的優(yōu)點(diǎn)也同時(shí)保留。據(jù)推測，被比亞迪稱為“超級鐵鋰電池”的“刀片電池”續(xù)航里程高達(dá)600公里，壽命長達(dá)8年120 萬公里。

比亞迪的超級磷酸鐵鋰電池將鋰電池單體進(jìn)一步做大，并且減少模組環(huán)節(jié)來進(jìn)一步提高體積能量密度。預(yù)計(jì)2020年，磷酸鐵鋰電池成本有望降低到0.5-0.6元，從而進(jìn)一步降低電動(dòng)車成本。

2020年公司正在進(jìn)行新一代高壓實(shí)密度磷酸鐵開發(fā)以及低成本磷酸鐵研發(fā)。與貝特瑞合作開發(fā)的高壓實(shí)磷酸鐵項(xiàng)目已經(jīng)量產(chǎn)，與國軒高科合作開發(fā)高壓實(shí)磷酸鐵中試驗(yàn)證驗(yàn)證即將量產(chǎn)，與比亞迪“刀片電池”匹配產(chǎn)品在進(jìn)行認(rèn)證。

磷酸鐵鋰要回歸？

動(dòng)力電池是新能源汽車提供動(dòng)力來源的核心部件，市場主流的動(dòng)力電池主要有三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池兩種。目前應(yīng)用最廣泛的是三元鋰電池，典型代表是特斯拉使用的鎳鈷鋁，以及鎳鈷錳等電池產(chǎn)品。磷酸鐵鋰電池能量密度不及三元鋰電池，不容易滿足補(bǔ)貼要求，因此在補(bǔ)貼退坡和里程要求提升情況下，磷酸鐵鋰逐漸被市場拋棄，作為主推的磷酸鐵鋰電池的比亞迪，也一度大規(guī)模使用三元鋰電池，繼而在電池領(lǐng)域被寧德時(shí)代超越。

數(shù)據(jù)顯示，2019年1-12月，我國動(dòng)力電池裝車量累計(jì)62.2GWh，同比累計(jì)增長9.2%。其中三元電池裝車量累計(jì)40.5GWh,占總裝車量65.2%，同比累計(jì)增長22.5%；磷酸鐵鋰電池裝車量累計(jì)20.2GWh，占總裝車量32.5%，同比累計(jì)下降9.0%。2019年裝機(jī)量排名前4的企業(yè)分別為寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科和億緯鋰能，頭部企業(yè)的出貨和產(chǎn)能集中度較高。

比亞迪重新回歸磷酸鐵鋰路線是否意味著磷酸鐵鋰電池要回歸呢？

目前，磷酸鐵鋰電池在新能源專用車及新能源客車的電池應(yīng)用上，裝機(jī)量都達(dá)到了80%-90%。受CTP技術(shù)的影響，磷酸鐵鋰電池在乘用車方面的裝機(jī)量將會(huì)有所回升。

有機(jī)構(gòu)認(rèn)為，“刀片電池”是從車輛、電池包、電芯整體層面開發(fā)的新的解決方案，結(jié)構(gòu)改進(jìn)的效果非常明顯，從數(shù)據(jù)結(jié)果分析，或許也存在改進(jìn)電芯內(nèi)部材料的可能性。

雖然被普遍看好，但是業(yè)內(nèi)對于“刀片電池”還是有著不同的聲音。

業(yè)內(nèi)看法不一

有專家認(rèn)為，“刀片電池”只是電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上的創(chuàng)新，可能會(huì)提高提高電池包體積能量密集和質(zhì)量能量密度，但并不是材料上的技術(shù)突破，對提高單體能量密度意義不大。這和寧德時(shí)代此前法蘭克福車展上發(fā)布的CTP技術(shù)類似，都是對電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上進(jìn)行調(diào)整。

2019年9月，寧德時(shí)代推出了全新的CTP方案（Cell To Pack），改變了原有的電芯-模組-電池包結(jié)構(gòu)，電芯直接集成到電池包，北汽EU5將成為首款搭載該電池的車型。該電池體積利用率提高了15%~20%，電池包零部件數(shù)量減少40%，生產(chǎn)效率提升了50%，電池包能量密度提升了10%~15%，能量密度可達(dá) 200Wh/kg。此外，特斯拉、蜂巢能源也有布局 CTP 電池技術(shù)。

動(dòng)力電池系統(tǒng)或電池包一般由數(shù)個(gè)電池模組組成，每一個(gè)模組有單獨(dú)的控制系統(tǒng)。模組數(shù)量大幅減少，電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)更加緊湊，成組效率不斷優(yōu)化提高，內(nèi)部零件數(shù)量大幅減少。這樣提高電池包能量密度，同時(shí)降低了電池包成本。

但是也有觀點(diǎn)認(rèn)為，雖然“刀片電池”對電芯尺寸，內(nèi)部設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行了改進(jìn)，但同時(shí)降低了電池的安全性，例如電池組散熱、電芯結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等問題。

近年來，電動(dòng)車安全事故頻發(fā)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，大部分是電池起火引起的。為了提升續(xù)航里程，如今的車企大多采用鎳成分比例較高的三元鋰電池，在續(xù)航里程提高的同時(shí)，電池安全性成了一大隱患。

三元鋰電池?zé)崾Э販囟鹊陀?00度，三元鋰電池在進(jìn)行2000次充放電循環(huán)后就會(huì)出現(xiàn)衰退；磷酸鐵鋰電池?zé)崾Э販囟绕毡樵?00度以上在循環(huán)壽命上大約3500次后容量才開始衰減，可以看出磷酸鐵鋰電池在安全性以及循環(huán)壽命上的優(yōu)勢。

根據(jù)測算，2019年比亞迪新能源乘用車電池包平均成本為0.85元/Wh，替換成磷酸鐵鋰“刀片電池”后，成本有望下降30%，預(yù)計(jì)成本將下降至0.6元/Wh。作為如今平均水平，一輛純電動(dòng)乘用車用電池容量約為60kWh上下，如果替換成磷酸鐵鋰的“刀片電池”，單車電池成本將會(huì)下降1.5萬元左右。

不管今后比亞迪“刀片電池”、寧德時(shí)代的CTP技術(shù)，還是以后的新技術(shù)，我們都要看到這些企業(yè)為降低動(dòng)力電池系統(tǒng)成本所做的努力。他們對電池包內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量優(yōu)化工作，少模組或者無模組將會(huì)是未來電池技術(shù)的趨勢，都可以很好地解決新能源汽車?yán)m(xù)航里程和成本的痛點(diǎn)。

總之，從新能源汽車電池安全、壽命等多方面考慮，磷酸鐵鋰電池還是有其自身優(yōu)勢的，將來能否超過三元電池，還需要“刀片電池”在市場中的驗(yàn)證。

鋰電池及材料計(jì)算模擬

2020年5月17日

背景

動(dòng)力電池和消費(fèi)類電池對能量密度、安全性提出了越來越高的要求，國家為了加速新材料和鋰離子電池研發(fā)，“十三五”期間首次設(shè)立“材料基因組技術(shù)”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，并希望通過材料基因組的高通量計(jì)算、合成、檢測及數(shù)據(jù)庫（大數(shù)據(jù)的機(jī)器學(xué)習(xí)和智能分析）的新理念和新技術(shù)加速鋰離子電池的研發(fā)。目前鋰電池及材料計(jì)算模擬已成為鋰電池領(lǐng)域研究最具活力的研究手段之一。為了加強(qiáng)國內(nèi)外相關(guān)人士在鋰電池計(jì)算領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展交流，清華大學(xué)鋰離子實(shí)驗(yàn)室、微算云平臺與鋰電前沿共同舉辦鋰電池及材料計(jì)算模擬專題線上研討會(huì)。研討會(huì)圍繞“鋰電池與材料計(jì)算”的主題，以高端學(xué)術(shù)交流為重點(diǎn)，針對當(dāng)前鋰電材料計(jì)算在材料、物理、化學(xué)等前沿研究領(lǐng)域的新進(jìn)展展開研討，促進(jìn)學(xué)術(shù)交流和技術(shù)進(jìn)步。

1）鋰電池材料吸附計(jì)算模擬：計(jì)算電池材料分子在特定材料或晶面的吸附能、吸附位、吸附量等。2）鋰電池反應(yīng)機(jī)理模擬：不同電流密度下的充放電曲線模擬、電極材料充放電過程中相轉(zhuǎn)變、反應(yīng)過渡態(tài)模擬、容量損失機(jī)理、反應(yīng)電位演變、表面能、電荷傳輸機(jī)制等。3）離子擴(kuò)散模擬：模擬離子在材料中的擴(kuò)散，計(jì)算電導(dǎo)率和擴(kuò)散遷移路徑等。4）材料改性模擬：摻雜/包覆對電子結(jié)構(gòu)、晶格結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、離子電導(dǎo)率、電子電導(dǎo)率、理論容量、電極電位、電壓曲線、開路電壓的影響等。5） 界面反應(yīng)計(jì)算模擬：電解液/添加劑與電極/SEI膜界面相互作用、金屬鋰枝晶的生長和抑制機(jī)理、特定晶面的反應(yīng)活性等。6）結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變模擬：分析電極材料體積和結(jié)構(gòu)變化，說明結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和循環(huán)性。7）SEI膜機(jī)理模擬：SEI膜的生長、成分、電導(dǎo)率、力學(xué)性質(zhì)等模擬。8）固態(tài)電解質(zhì)模擬：計(jì)算固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率和穩(wěn)定性等9）譜學(xué)計(jì)算模擬：近邊X射線吸收精細(xì)結(jié)構(gòu)（NEXAFS）、NMR譜圖、紅外光譜、紫外可見光譜、拉曼光譜等。10）能帶、態(tài)密度、投影分波態(tài)密度、差分電荷密度、彈性帶方法、磁性結(jié)構(gòu)、共價(jià)鍵、分子軌道、還原電位、原子互占位溫度和電壓對電極材料的影響、溶劑化自由能、界面穩(wěn)定性和熱力學(xué)穩(wěn)定性等。

三元 VS 磷酸鐵鋰，誰才是國內(nèi)動(dòng)力電池界的“一哥”？

鋰電前沿 前天

2018年6月份，Elon Musk在推特發(fā)表宣言，稱想要從現(xiàn)有的NCA方向上繼續(xù)減少鈷的用量。

2月18日，一則關(guān)于特斯拉將使用寧德時(shí)代“無鈷電池”的新聞迅速傳開。在三元鋰電池大行其道的當(dāng)下，磷酸鐵鋰電池重回?zé)狳c(diǎn)。

提到磷酸鐵鋰，相信大家并不陌生，但受限于當(dāng)時(shí)的電池技術(shù)和國家補(bǔ)貼政策，磷酸鐵鋰一直在新能源商用車和儲能領(lǐng)域發(fā)光發(fā)熱。

近年來，是什么讓磷酸鐵鋰又重新回到乘用車領(lǐng)域，與三元爭“一哥”呢？下面，就讓我們就來扒一扒這其中的原因。

01

什么是“磷酸鐵鋰”和“三元”？

兩款電池的的負(fù)極、電解液及隔膜等均類似，最大的區(qū)別在于正極材料，并以此取名。

三元電池有NCM和NCA兩類。NCA鎳鈷鋁電池，主要應(yīng)用于圓柱電池中，例如特斯拉。而國內(nèi)絕大部分車型都采用NCM鎳鈷錳電池。

三元常見的表達(dá)方式還會(huì)在NCM后加一串?dāng)?shù)字，例如NCM523、NCM811等，代表了鎳鈷錳在材料中的大概比例。

02

兩款電池在性能上有何差別？

受結(jié)構(gòu)影響，磷酸鐵鋰和三元在性能方面各有優(yōu)劣，我們從大家最關(guān)心的幾個(gè)點(diǎn)依次分析：能量密度、快充性能、循環(huán)壽命、安全性、成本。

能量密度：

對于用戶來講，續(xù)航里程是首要關(guān)注點(diǎn)。在其他因素相同時(shí)，能量密度越高，意味著續(xù)航里程越長。

從電芯層面來講，三元電池能量密度更高。磷酸鐵鋰正極材料的額定電壓、理論比容量（mAh/g）均低于三元電池，且其能量密度已開發(fā)到“天花板”。

而三元NCM電池還可以通過提高Ni元素比例，進(jìn)一步提高實(shí)際比容量（mAh/g），提高電芯能量密度。

注：電芯能量密度需結(jié)合電芯設(shè)計(jì)與工藝綜合評估，表中值僅作參考。

快充性能：

快充時(shí)間，尤其是低溫快充，作為制約電動(dòng)汽車發(fā)展的關(guān)鍵因素之一，也是改善用戶用車體驗(yàn)的關(guān)鍵點(diǎn)。

理論上，三元電池有優(yōu)勢。其二維的鋰離子脫嵌通道與均衡的電解液設(shè)計(jì)，使得在充放電過程中，鋰離子可以在一張面上快速移動(dòng)脫嵌，充電速率自然就快了起來。

而磷酸鐵鋰結(jié)構(gòu)因其一維的鋰離子脫嵌通道，和側(cè)重高溫性能的電解液設(shè)計(jì)，導(dǎo)致其鋰離子遷移速率慢，尤其是低溫充電速率慢。這一特性直接影響了其在乘用車領(lǐng)域的應(yīng)用。

循環(huán)壽命：

理論上，磷酸鐵鋰在壽命方面存在優(yōu)勢。其橄欖石晶體結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，膨脹更低、電化學(xué)反應(yīng)更穩(wěn)定。

安全性：

磷酸鐵鋰電池在安全方面具有無可比擬的優(yōu)勢。其正極電壓低，不存在類似于三元的釋氧熱鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，熱穩(wěn)定溫度可以達(dá)到300℃以上，而三元電池在150-200℃左右。

經(jīng)濟(jì)性：

價(jià)格上，目前磷酸鐵鋰LiFePO4有明顯優(yōu)勢，原材料相對價(jià)格便宜，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈相對成熟。

而想要降低三元NCM（LiNixCoyMn1-x-yO2）電池價(jià)格，鈷元素是關(guān)鍵。鈷主要是伴生礦，產(chǎn)量少且分布不均，全球鈷礦主要集中在剛果（金），澳大利亞、古巴等地，約占全球儲量的80%，2018上半年剛果（金）政局變動(dòng)便造成鈷價(jià)大幅波動(dòng)，價(jià)格持續(xù)高漲。

粗略比較，磷酸鐵鋰要比三元價(jià)格便宜0.1~0.2元/Wh。對于一個(gè)50kWh電池包，僅電芯就可降本近0.5~1萬元。這對整車生產(chǎn)廠商和用戶都是一個(gè)不小的吸引點(diǎn)。

簡單說，三元在能量密度、快充速度方面有優(yōu)勢，磷酸鐵鋰在循環(huán)壽命、安全、經(jīng)濟(jì)性上有優(yōu)勢。

但在電動(dòng)汽車發(fā)展前期，電池包能量密度＜140Wh/kg，整車NEDC續(xù)航里程大多低于300km。當(dāng)時(shí)影響電動(dòng)汽車發(fā)展的瓶頸在于續(xù)航里程，且有國家補(bǔ)貼政策支持，可彌補(bǔ)經(jīng)濟(jì)性的不足，所以三元鋰電池是首選。

03

為什么磷酸鐵鋰重返乘用車領(lǐng)域？

隨著國家新能源補(bǔ)貼政策的退坡，新能源汽車要開始與傳統(tǒng)燃油車赤身拼搏，各整車生產(chǎn)廠商都面臨巨大降本壓力。與此同時(shí)，磷酸鐵鋰電池被人詬病的能量密度和充電缺點(diǎn)，也在隨著技術(shù)的發(fā)展得到改善。

能量密度方面：隨著CTP（Cell to PACK），即是電芯直接集成為電池包技術(shù)的成熟，更高效電池包集成、更低整車能耗，磷酸鐵鋰車型的續(xù)航，已有能力提升至400km甚至500km以上。

充電方面：隨著電芯快充、熱管理、充電樁技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用于乘用車的磷酸鐵鋰電池也基本可以做到與主流三元相同的快充速率。

成本方面：國家補(bǔ)貼政策退坡，NCM811電池雖降低了鈷含量降低成本，但工藝復(fù)雜，現(xiàn)階段生產(chǎn)成本較NCM523無明顯優(yōu)勢。此時(shí)成本更低、壽命更長的磷酸鐵鋰電池，自然被更多車企選擇，成為主流趨勢。

1） 磷酸鐵鋰電池，充分發(fā)揮其在成本、壽命及安全方面優(yōu)勢主打中低端的車型和運(yùn)營車，續(xù)航在400km左右。

2）三元依賴于其高的能量密度、更快的快充速度、更長的續(xù)航里程，主打中、高端車型，續(xù)駛里程≥500km。

根據(jù)市場端需求定位規(guī)劃，為用戶購車提供了更多的選擇，不存在誰替代誰。相信今年一定陸續(xù)會(huì)有很多經(jīng)濟(jì)型的磷酸鐵鋰和高續(xù)航的三元車型上市。

至于特斯拉，在國內(nèi)大概率會(huì)采用CATL的磷酸鐵鋰電芯，而“cobalt free”是否是要進(jìn)一步減低三元電池中鈷元素含量，研發(fā)新一代電池，還耐人尋味，讓我們拭目以待！

固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化之路多艱

請關(guān)注→ 電池聯(lián)盟 6天前

目前幾乎所有大型車企、領(lǐng)先的電池生產(chǎn)商都在持續(xù)推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化探索。部分企業(yè)研發(fā)的固態(tài)電池也表現(xiàn)出比鋰離子電池更明顯的優(yōu)勢。但很多成果實(shí)際上仍停留在實(shí)驗(yàn)室階段，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化還為時(shí)尚早。固態(tài)動(dòng)力電池在安全性、生產(chǎn)工藝以及與汽車配套后的一致性上都有更高的要求，這些都是企業(yè)必須攻克的難題。

作為被業(yè)界看好的下一代新型電池技術(shù)，固態(tài)電池近年來熱度不斷攀升，在業(yè)內(nèi)形成了一股新的投資熱潮。

日前，固態(tài)鋰電池技術(shù)公司輝能科技（下稱“輝能科技”）對外宣布已完成近億美元D輪融資，投資方包括中銀投資和一汽產(chǎn)業(yè)基金，本輪融資將用于固態(tài)鋰電池的商業(yè)化落地和工廠建設(shè)?！拔覀兘衲觐A(yù)計(jì)完成1GWh車載固態(tài)電池產(chǎn)線的試車，2021年開始量產(chǎn)，將比同行早4—5年時(shí)間。”輝能科技表示。

深受企業(yè)追捧

記者了解到，輝能科技成立于2006年，在2013年實(shí)現(xiàn)了固態(tài)鋰電池的商業(yè)化量產(chǎn)，早期應(yīng)用于消費(fèi)電子領(lǐng)域，近年來應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域。今年3月，輝能科技對外發(fā)布了全新堆疊式固態(tài)鋰電池（SSB）。資料顯示，與平常使用的液體或凝膠聚合物不同，SSB電池采用的是氧化物陶瓷電解質(zhì)，可延長電池壽命，縮短充電時(shí)間，而且更加安全，不會(huì)發(fā)生火災(zāi)或爆炸。

“與目前使用的電動(dòng)汽車鋰離子電池相比，SSB電池重量更輕、更節(jié)能、更安全，總能量密度提高了29%—56%?！陛x能科技公布的數(shù)據(jù)顯示，目前，該企業(yè)的車載固態(tài)電池包能量密度已達(dá)190Wh/kg，預(yù)計(jì)在2022年可達(dá)270Wh/kg。

“我們研究固態(tài)氧化物路線已經(jīng)超過13年，克服了材料瓶頸與量產(chǎn)工藝制備的挑戰(zhàn)，創(chuàng)造出固態(tài)鋰陶瓷電池芯、多軸雙極電池包等獨(dú)家專利技術(shù)，可同時(shí)解決電動(dòng)車的安全問題和里程焦慮，而且使用壽命比傳統(tǒng)鋰電池長、可5C快充、耐高低溫?！陛x能科技創(chuàng)始人楊思枏強(qiáng)調(diào)。

事實(shí)上，輝能科技并不是唯一一個(gè)推進(jìn)固態(tài)電池的企業(yè)，目前幾乎所有大型車企、領(lǐng)先的電池生產(chǎn)商都在持續(xù)推進(jìn)固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化探索，其中包括寶馬、奔馳、松下和三星等跨國企業(yè)，以及國內(nèi)的寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科、江蘇清陶等企業(yè)。

“沒有一個(gè)廠商是完全不關(guān)注固態(tài)電池的。對于下一代新技術(shù)方向，每個(gè)有實(shí)力的廠商都會(huì)關(guān)注、研究，以保持競爭力。”中國化學(xué)與物理電池行業(yè)協(xié)會(huì)秘書長劉彥龍?zhí)寡浴?/p>

技術(shù)和成本等難題待攻克

雖然從技術(shù)和性能方面來看，固態(tài)電池都極有可能成為三元電池之后電動(dòng)汽車的主流選擇，但從目前進(jìn)展來看，由于其產(chǎn)業(yè)化條件仍未成熟，發(fā)展仍然面臨著很多困難。

“在固態(tài)電池的開發(fā)上，我們應(yīng)該考慮四個(gè)因素——電解質(zhì)與電極之間的穩(wěn)定化學(xué)界面、用于表征的有效工具、可持續(xù)的制造過程，以及可回收性設(shè)計(jì)?！弊鳛閺氖鹿虘B(tài)電池研究的機(jī)構(gòu)之一，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校近日發(fā)布了一篇論文，重點(diǎn)探討了固態(tài)電池技術(shù)發(fā)展面臨的四大挑戰(zhàn)。

“需要注意的是，我們應(yīng)該考慮如何同時(shí)應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，因?yàn)樗鼈兌际窍嗷リP(guān)聯(lián)的。如果我們要確保全固態(tài)電池的技術(shù)是可靠的，那就必須找到同時(shí)解決這些挑戰(zhàn)的方案?！奔又荽髮W(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院的納米工程學(xué)教授ShirleyMeng指出。

除了技術(shù)難關(guān)需要攻克，業(yè)內(nèi)還普遍認(rèn)為，由于固態(tài)電池成本過高，如果想要實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，與鋰離子電池同臺競爭，恐怕尚需不少時(shí)日。

“比如固態(tài)電解質(zhì)能否實(shí)現(xiàn)快充這個(gè)問題，我認(rèn)為如果用雙核心技術(shù)，輝能科技的固態(tài)電池在能量密度上基本是等同于采用了相同的活性材料，即能夠達(dá)到快充狀況?！睏钏紪徟e了個(gè)例子來描述固態(tài)電池的高成本問題?！拔ㄒ坏膯栴}就只有固態(tài)電解質(zhì)本身的價(jià)格了?！?/p>

多項(xiàng)進(jìn)展尚停留在實(shí)驗(yàn)室階段

記者注意到，為能夠在下一代電池技術(shù)更迭時(shí)搶占先機(jī)，目前已有很多動(dòng)力電池企業(yè)在積極研發(fā)與固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)，同時(shí)也獲得了一定的突破。然而在產(chǎn)業(yè)化的問題上，業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為還是為時(shí)尚早。

“固態(tài)電池要想產(chǎn)業(yè)化還很難?！眲埍硎荆壳昂芏嗥髽I(yè)的固態(tài)電池試驗(yàn)樣本是做出來了，但大部分還處于實(shí)驗(yàn)階段，能否達(dá)到車規(guī)級應(yīng)用還有待考證。

比如三星日前發(fā)布了關(guān)于固態(tài)電池研究的最新進(jìn)展，在困擾全固態(tài)電池量產(chǎn)的鋰枝晶與充放電效率問題上提出了解決方案。資料顯示，使用該技術(shù)的電池在體積上會(huì)比相同容量傳統(tǒng)鋰離子電池縮小50%，單次充電可達(dá)800公里續(xù)航，循環(huán)次數(shù)高達(dá)1000次。但記者注意到，這項(xiàng)技術(shù)目前僅在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證，短期內(nèi)還無法投放市場。

同樣表示無法量產(chǎn)的還有其他企業(yè)。輝能科技日前坦言，新研發(fā)出來的SSB電池，目前還難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)和應(yīng)用。而寧德時(shí)代的一位電池開發(fā)負(fù)責(zé)人此前更是直言：“寧德時(shí)代的全固態(tài)電池還在開發(fā)中，也制作了樣品，但要實(shí)現(xiàn)商品化，恐怕要到2030年以后?！?/p>