续航超1000公里,蔚来150度电池包亮相!固态电池能否颠覆行业?

在1月9日的NIO Day上 , 随着蔚来ET7的发布 , 固态电池这个名词又出现在人们眼前 。 这款150kWh的固态电池包的能量密度达到了360Wh/kg , 相比现有电池提升了一倍 。 得益于超高的能量密度 , 蔚来ET7的续航里程能达到1000km 。 看到这里大家难免会产生疑问 , 固态电池这么好 , 为什么现在没有车企使用呢?本期车事新知就来聊聊固态电池 。
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目前不论是三元锂电池还是磷酸铁锂电池 , 它们都是液态电解质锂电池 , 液态电解质有许多好处 , 它的导电效果好;同时与正负电极的界面接触好 , 有效减少充电时的发热量 。 不过随着对续航里程的要求越来越高 , 液态电解质的弊端也暴露出来 。 液态电解质电池的能量密度小 , 目前能达到170-180Wh/kg就已经算非常优秀了 。
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同时 , 它的稳定性较差 , 低温或是高温下都会分解 , 电池会逐渐衰减 , 影响续航里程 。 此外 , 液态电解质电池的安全性也不高 , 随着充放电次数增加 , 一旦锂枝晶穿透隔膜 , 很容易燃烧或者爆炸 。 所以对于消费者来说传统的锂电池已经接近极限的续航表现 , 难以满足我们的需求;而且还会面临补电慢、低温电量衰减、安全性不高等问题 , 严重影响了我们用车体验 。
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液态电解质锂电池的弱点制约了它成为未来电动汽车的能量来源 , 而固态锂电池则被大家认为是未来电池的发展方向 。 固态锂电池与液态锂电池的最大不同在于它使用了固态电解质 。 固态电池能量密度更高(最高能量密度在400-900Wh/Kg之间) , 结构更坚固 , 同等体积下使用固态锂电池 , 续航里程会增加至少一倍以上 。
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另外 , 固态电池最突出的优点是安全性更高 , 固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液 , 即使在高温情况下 , 也无自燃爆炸风险 。 更重要的是 , 固态电解质保证了电池的内阻 , 电池使用寿命更长 , 长时间使用也无续航里程衰减现象 , 有效减少续航焦虑 。
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但是 , 既然固态电池优势这么明显 , 为什么现在没有车企投入使用呢?首先一点是现阶段固态锂电池还没有完备的产业链 , 生产和制造电池的工艺较为复杂 , 技术上也不够成熟 , 所以目前的制造成本相比于传统电池要高很多 。
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其次 , 目前常见的固态电解质分为聚合物、氧化物、硫化物这三种类型 。 这三种材料的缺点都是锂离子的导电性较差 , 只有液态电解质的1/10甚至1/100 , 这会使快充难以实现 。 而其中导电性较高的硫化物材料 , 还会面临稳定性较差 , 遇水会产生剧毒的硫化氢 , 生产难度和制造成本大幅增大;氧化物的界面接触较差 , 不易形成连续面 , 易断裂造成短路 。 可以看到固态电解质还有很多棘手的问题仍待解决 。