全固态电池,可以取代磷酸铁锂电池?
第一个作为磷酸铁锂电池的替代品出现的是全固态电池。通过在电池的阳极和阴极之间使用固体而不是液体作为电解质,全固体电池体现出足够耐热和耐外部冲击。出于这个原因,甚至有人认为全固态电池会改变游戏规则。
现有锂离子电池的能量密度为255Wh/kg。另一方面,全固态电池理论上具有高达495Wh/kg的高能量密度,备受关注,包括丰田在内的多家公司一直在进行研发。一些公司的目标是 1000 WH/kg。
韩国产业技术研究院也宣布,2019年开发出能量密度约为445 Wh/L的全固态电池制造技术,可大幅缩小电池组体积的同时消除风险爆炸和火灾。
三星SDI研究了硫化物基固体电解质材料并开始开发大型固体电池,而LG化学则专注于基于凝胶聚合物材料的锂聚合物电池和弯曲锂离子电池的研究。
2020年12月,大众汽车投资的美国Quantumscape也公布了一款15分钟可充电至80%的全固态电池的成果。
丰田表示将在 2020 年东京车展上展示一款配备全固态电池的车型,但它仍然有很多技术问题需要解决,因此尚未大规模量产。
与此同时,在美国以开发全固态电池而闻名的SES(Solid Energy Systems)于2021年11月4日通过在线活动“The 1st SES Battery World”推出了锂金属电池。Apollo 107Ah 电池包含一种溶剂盐电解质,它是一种介于现有锂离子电池和全固态电池之间的混合锂金属。SES解释说,这是全球首次发布超过100Ah的锂金属电池。
目前还没有满足能量密度、安全性和性能的全固态电池,因为容量高但性能差。出于这个原因,现实是许多公司正在开发混合形式而不是完整的全固体。通用汽车、现代起亚、吉利、LG、SK 和上海汽车正在投资 SES。显然电池技术正面临新的转折点。
锂离子电池(LIB)已成为现代社会生活中主要的能量存储解决方案。其中磷酸铁锂电池完美替代铅酸电池,更加是并网调峰、离网储能、光伏储能、UPS、数据中心等行业的首选。
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