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用品新科技(23):电动汽车固态电池技术

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在第17期的用品新科技栏目跟大家简单介绍了汽车超级电池,如石墨烯电池、铝空气电池和液流电池等,全球各大车企及配件企业都在努力在电池的化学成分以及能量密度上需求突破。

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网易汽车9月30日报道 在第17期的用品新科技栏目跟大家简单介绍了汽车超级电池,如石墨烯电池、铝空气电池和液流电池等,全球各大车企及配件企业都努力在电池的化学成分以及能量密度上寻求突破。日前博世公司已宣布,计划在2020年之前发售一款固态新型电动汽车而电池,能使电动汽车的续航里程增加一倍,同时成本减半。本期用品新科技带大家一起了解固态电动车电池技术。

固态电池原理及优势

传统液态锂电池被科学家们形象地成为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两级,中间为液态电解质,锂离子在摇椅的两端来回奔跑,在从正极到负极再到正极的过程中,电池完成充放电过程。固态电池的原理与之相同,不过电解质为固态。固态的电解质具有的密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,提升电池容量。

据了解,相同电量下,固态电池的体积将会更小。因固态电池没有液态电解质,封存将会更加容易,在汽车上使用时,不需要额外增加冷却装置和电子控件等,有效的减少重量。因固态电池良好的特性,目前是电动汽车理想的电池。固态电池还有另一项优势,在事故中损坏不易发生爆炸或者起火,曾经一度享有盛名的菲斯科在很大程度上因为其频繁出现电池起火事件以及其他故障而面临破产。

固态电池发展历程

据报道称,大众汽车曾表示将做出决定,是否将美国创业公司QuantumScape正在开发的新固态电池技术用于大众的电动汽车上。如果采用此固态电池技术,大众电动汽车的续航里程将达到700公里,超过特斯拉以及现有所有新能源汽车。不仅仅是大众汽车,早在2010年丰田就曾经推出过续航里程可超过1000KM的固态电池。

据其官方称,Sakti3已制造出能量密度达1100瓦时/升的电池,这一能量密度几乎是目前锂离子电池的2倍。专家认为:如果电池蓄电量能像Sakti3提出的那样多,那么电动汽车的购买和使用成本就有可能与普通汽车相同。

加拿大Avestor公司也曾尝试过研发固态锂电池,最终2006年正式申请破产。Avestor公司使用一种高分子聚合物分离器,代替电池中的液体电解质,但一直没有解决安全问题,在北美地区发生过几起电池燃烧或者爆炸事件。

此前,台湾辉能科技公司就曾推出一款采用软性电路板为基材的固态电池,其厚度可以达到惊人的2mm,相当于一小片口香糖的厚度,可以随意折叠弯曲,展开弄平整再进行使用。这么一块看似不起眼的电池,其容量可以达到1000毫安,而一个iPhone般大小的充电宝,其容量也就在5000毫安左右。

固态电池未来发展

固态电池是未来电动汽车电池技术的发展方向之一,但并不是唯一,燃料电池、超级电容器、铝空气电池等都有较大的发展空间,最终要看哪种电池能在商业化的规模和成本上达到完美的平衡点。

据了解,目前业态锂电池的成本在200-300美/千瓦时,但如果以现有技术制造足以为电动汽车供电的固态电池成本将会高达9000万美元。据介绍,固态电池生产成本居高不下的一个重要原因在于电池生产效率低下,但在未来电池成本将会降低至100美元/千瓦时。

固态电池并不是一个新的概念,但是在多年的研发上并没有太大的进展,专家认为即便最终能降低电池生产成本,但是电池从实验室到量产也需要不短的时间。

小结:如今阻碍电动汽车发展的重要问题之一,不是汽车产品本身,而是电池续航里程。锂电池已经是成熟的电源,但其潜力仍然有待发掘,电解质是最大的瓶颈,固态电解质或许是电池技术的突破口。

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