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远川科技评论:固态电池量产了?谨防上当
固态电池最大的特点是能量密度大幅提升。相比液态锂电池的350Wh/kg左右的理论极限,目前产业界对全固态电池的目标都在500Wh/kg以上。
一方面,由于正极材料的理论能量密度(Wh/kg)和放电电压成正比,液态电解质存在电压瓶颈,固态电解质可以提供更宽的工作电压,匹配高电压正极材料,让更多锂离子出门工作,大幅提高能量密度。
另一方面,基于固态电解质,负极有机会用上金属锂。锂负极的比容量高于硅碳负极,大约是石墨负极的10倍[5]。在液态电解质中,金属锂会持续和电解液发生反应,而固态电解质可以“按住”活泼的锂。
传统锂电池和全固态电池
除了能量密度,固态电池的安全性理论上也更好。
液态锂电池受到外部撞击、或内部形成锂枝晶,可能导致比头发丝还薄的隔膜破裂,正负极直接接触造成短路。因此电池都会进行针刺实验,观察是否会热失控起火。
固态电池中,固态电解质本身充当隔膜,从根本上杜绝了隔膜破裂的可能,加上电解质热失控的触发温度高,安全性高了好几个档次。
正因为优点很多,过去几年,每隔一段时间都会传出固态电池量产消息,但迄今为止,没有一款真正量产装车。原因无他,全固态电池要攻克的难题也不少,固固界面是典型代表。
传统锂电池中,液态电解质可以完全浸润正负极,形成密不透风的接触界面,让离子传输更容易。但全固态电池,电解质和电极都是刚性固体,即便从外部施压,也很难紧密贴合。
在陆地上游泳本来就不容易,电池内部的离子还必须绕路到固固界面接触点。路径变长,阻力也会增大。
除此之外,传统锂电池充放电靠的是锂离子在两极往返脱/嵌,液态电解质可以填充材料收缩留下的空隙,并适应其膨胀。全固态电池很难做到这一点,材料体积变化若引发裂纹,会影响电池性能。
自信如曾毓群,也说过全固态电池最难的就是固固界面问题。Donut Lab是怎么搞定的,不得而知。
即便Donut Lab的参数都真实可信,放在电池产业,量产恐怕是比技术方案研发更难的一道关。
在制造业大多数门类,产品原型开发只是第一步,接下来还有两座大山:能不能量产?良率有多高?对动力电池来说,还有漫长的验证和测试过程。
如果只生产一块纯粹用于测试和验证的固态电池,大部分电池公司都能做出来。但要稳定成规模的量产、生产成本可控、经过严格的测试装车,是固态电池面临真正的难题。
Donut Lab一没研发经验,二没产业背景,三没人才储备,一扫欧洲先驱Northvolt的败绩,抢先掏出近乎完美无缺的全固态电池,很难不让人怀疑。
合理的推测,欧洲面对东亚电池公司的猛攻,掏出高额补贴意在电池产业自主。任何天量的补贴都会出现泡沫与骗补,东亚人能骗,欧洲人自然也能骗,无非是币种不同罢了。
参考资料:
[1] Suomalaisyrittäjän ihmekeksintö herättää epäilyksiä – sama mies julisti kehittäneensä supertekoälyn,Ilta-Sanomat
[2] Donut Lab’s New Motor Brings Power to the Wheel Hub,IEEE Spectrum
[3] Verge Motorcycles begins series production of its Verge TS model and Verge TS Pro,The Pack
[4] 固态电池系列报告:锂金属负极,华金证券
(本文转载自公众号“远川科技评论”。)
- 原标题:远川科技评论:固态电池量产了?谨防上当 本文仅代表作者个人观点。
- 责任编辑: 李泠 
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