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半固态电池目前阶段的特点。

逻辑快刀手 · 2023-02-10 13:39

半固态电池目前阶段的特点。

(1)跟现代液态体系从生产工艺上来说是非常接近的,只是在电解质里面加入了一些新的东西,制造成本或者制造工艺的变化比较小,整体的可操作性相对来说非常强。由于液态电解液的减少,确实对于电池的安全有一定量的改善;(2)实际上从技术的角度讲,半固态对于能量密度提升没有太大的帮助,包括目前市面上出现的几款能量密度比较高的电池,通过半固态来弥补,稍微改善一下安全性,使它整体的综合性能相对来说达到可以量产的状态。

半固态和液态在材料体系上的区别。

(1)固态整体的化学体系没有太大变化,比如说现在高能量密度体系还是承接了高镍88或者90甚至往更高走的状态,所以正极这一侧基本上是不会有太大变化;

(2)负极这一侧确实是往更高能量密度走,硅氧的添加比例也会逐渐往高了走;

(3)其实对于液态也是类似的路线,可能唯一变化就是隔膜的涂覆上面会一点点小的变化。因为现在比如像清陶的半固态在隔膜上,不是涂传统的陶瓷加有机的体系,而涂了固态电解质的涂层;

(4)最大的变化的话就在隔膜和电解质,隔膜的话可能会被取消掉,电解质的话就会变成固态。

半固态电池已经/即将装车的情况。卫蓝跟蔚来合作,22年年底已经装车,今年年底会小批量量产,走得相对靠前。宁德、孚能、国轩今年可能都会开始装车,岚图的追光者,最高版本应该用的是宁德的凝胶态电池;赣锋据说在跟东风小批量做试点,跟东风E70合作,是因为拿了一个国家的重点专项在做,实际商业化的进展好像还没有确定在哪里装车。清陶在乘用车用得比较少,在消费电子,有在小批量地,一两个GWh的产能在生产。目前来看基本上都是倾向于把半固态先做出来,然后把它推向量产。包括宁德、孚能、国轩、蜂巢,基本上已经有产品开始慢慢出来了,应该在今年年底就会有能在车上应用的消息,目前可能亿炜和比亚迪稍微慢一点点。

全固态的简单分类和比较。(1)成本从目前来看,硫化物体系成本是相对来说比较高的,但是它的性能是目前最好的。所以要看这个体系什么时候能够量产的话,其实就是硫化锂的价格和产能如果说能够做起来,并且价格也会往下做的话,是一个关键的产业化节点;(2)而像锂镧锆氧或者氧化物这种体系,就是看怎么把电解质做薄,只有做薄了之后,能量密度才能做起来;(3)聚合物。聚合化物现在最大的一个挑战是怎么做出来,现在从实验室可以做出来,但要考虑怎么大量稳定的生产出来。因为它的吸湿性和空气稳定性相对来说会差一点。

硫化物固态电池的优劣势。优势:(1)离子电导率比较高,可以做到液态差不多的水准,并且它整体的材料相对来说比较软,所以它跟负极接触相对来说比较好;(2)目前不考虑成本的话,仅仅从技术上讲这是最有希望量产的固态电解质。劣势:(1)在潮湿空气里面不稳定,会产生硫化氢气体,硫化氢是一种比较毒的气体;(2)整体的成本会比较贵,因为要合成这个硫化物电解质的话,就会用到硫化锂前驱体。硫化锂前驱体成本是非常贵的;(3)整体的倍率性在后面会有明显的衰减,就是可能前几天还好。

氧化物固态电池的优劣势。优势:(1)电导率是适中的;(2)相对比较便宜,和硫化物比便宜很多了,因为它基本上是锂、镧、锆、钛、氧这些元素,相对来说是比较便宜的(光大钠钒哥团队)。劣势:(1)电导率低了之后,带来的面电阻比较大,同时氧化物类似于是一个陶瓷体,所以要把它做得很薄的话,目前还是比较难。做不薄的话,整体的能量密度和体积电阻就会非常大;(2)做成陶瓷之后,因为陶瓷本身的硬度比较大,所以它跟正极负极接触不会很好,特别是在微观下会有很多个气孔,有气孔之后没有填充电解质就没办法传导锂离子的,所以这时候整体的性能也会非常差。

聚合物固态电池的优劣势。结合了硫化物和氧化物的一些优势:(1)电导率基本上比氧化物高,跟硫化物比会差一点;(2)整体的元素,一般像氯、锆这些元素相对来说成本还是比较可控的,合成相对来说也是比较简单。劣势:跟负极的接触不太稳定。

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2023
02/10
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