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電池FPC之固態(tài)電池距離量產(chǎn)還有多遠？

文章來源：作者：何琴查看手機網(wǎng)址

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人氣：2245發(fā)布日期：2022-01-22 09:06【大中小】

電池的發(fā)展已經(jīng)走過快兩百年的歷史，如今鋰離子電池是最為出眾的二次儲能電池。高工作電壓、快速充放電特性、長循環(huán)壽命、無記憶效應等眾多優(yōu)點，讓它成為當今數(shù)碼產(chǎn)品及電動汽車大規(guī)模應用的第一選擇。

據(jù)電池FPC小編了解，雖然鋰離子電池的性能優(yōu)秀，但發(fā)展也有其難以跨越的挑戰(zhàn)與障礙：電池的結構特性局限了電池的性能?，F(xiàn)有的電池結構是電池衰老和存在安全隱患的根本原因。

電池發(fā)電的原理是兩個電極材料在電解液中相互交換離子，但是因為這個結構也會使得其反應界面一直存在，電池就處于一直在工作的狀態(tài)，造成容易衰老的局面并且也有安全隱患。

舉例來說，電動汽車在冬天趴窩就是因為電池在低溫情境下，性能失效的緣故。材料科學家和電池工程師在電池材料上提出了許多辦法。例如在電解液當中摻入大量有機溶劑，來降低電解液的凝固溫度。然而這樣卻造成電解液更加易燃，犧牲了電池的安全性。

也有科學家嘗試更換電極材料，但是電池的能量提升了，卻無法抵抗熱失控；快充的話，又會導致電池界面的火性太高，也無法保障其安全性。從優(yōu)化電池管理的系統(tǒng)思路上解決，卻帶來了能量密度的下降與單位成本的增加。

想要讓電池低溫高活性與高溫穩(wěn)定性的需求矛盾無解，似乎電池也有魚和熊掌不能兼得的障礙，能量密度、安全、快速充電等要素不能完美的全部集成在電池身上。如果這些問題得到解決，新能源汽車的規(guī)模發(fā)展將革新重塑汽車百年的行業(yè)。

因此動力電池的終極發(fā)展目標也向著安全、能量密度高、循環(huán)性能好、充電速度快等優(yōu)點兼容前行。

據(jù)電池FPC小編了解，固態(tài)電池作為新的鋰電池終結者方向，正在成為新能源汽車干掉燃油車的殺手锏。

動力電池的價值進階
新能源車什么時候可以取代燃油車，在動力電池領域市場公認一個答案是：現(xiàn)有電動車的電池系統(tǒng)能量密度翻一倍，從普遍的 160wh／kg 到 400wh／kg。而解決電池的能量密度問題，方案一定是動力電池的革新。
我們知道現(xiàn)在電動車市場主流的動力電池是三元鋰電池與硫酸鐵鋰電池，如果按照電解質(zhì)的物理狀態(tài)分類的話，這兩種電池都是典型的液態(tài)電池。如果想要消滅里程焦慮，革新新能源汽車市場，固態(tài)電池性能表征就是動力電池發(fā)展的目標。固態(tài)電池，也被稱為未來鋰電池的發(fā)展新方向。
據(jù)電池FPC小編了解，動力電池領域流行的選擇三元鋰與硫酸鐵鋰并不是完美的選擇。三元鋰電池，能量密度高，但耐高溫性能差，磷酸鐵鋰電池，安全性高，但能量密度上限低。液態(tài)鋰離子電池總體存在電解液氧化、電極膨脹、高溫失控等安全隱患，只能犧牲能量密度來換取穩(wěn)定性。而固態(tài)電池可以兼容兩者的短板：既可以滿足能量密度的需求，也可以兼顧安全。
固態(tài)電池，因為采用固態(tài)物質(zhì)作為電解質(zhì)，沒有持續(xù)的反應界面，副產(chǎn)物不會溶解在界面里，所以它會有更好的穩(wěn)定性和循環(huán)特性。同時液態(tài)電解質(zhì)面臨的干涸和泄露問題也不會存在。這使得固態(tài)電池在安全性與壽命周期方面具有遠超三元鋰電池與磷酸鐵鋰的優(yōu)勢。
此外，固態(tài)電池還具有耐高溫、無腐蝕、體積小、能量密度大的特性，規(guī)避了傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池的主要弱點。據(jù)介紹，一輛固態(tài)汽車的續(xù)航里程可達 1000 公里，充電只需要 10 分鐘，隨著時間的推移，固態(tài)電池劣化也會較少。
全固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)相對來說更安全、性能更優(yōu)，而傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池逐漸不能滿足先進技術的標準：既能提升續(xù)航里程，也更加安全。因此全固態(tài)電池成為動力電池界的發(fā)展新熱潮。

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