本帖最后由 大雁大大 于 2017-8-1 15:35 编辑
一、固态电池是锂离子电池最现实的替代产品能量密度,是当今新能源行业焦点。 日本率先提出2020年纯电动汽车用动力电池电芯能量密度达到250Wh/kg的目标;随后美国将2020年电芯能量密度目标由原来的220Wh/kg提高至350Wh/kg;中国的技术目标则是2020年锂电池能量密度达到300Wh/kg。 锂电鼻祖“Goodenough”教授团队2017年发布玻璃状固态电解质,放电电压可达3V以上,能量密度是锂离子电池的至少三倍,全固态电池有望引领锂电池进入下一个革命性时代。 ![]()
LG经济研究机构的一名分析师也表示,固态电池是锂离子电池最现实的替代产品,因为在过去10年之中,固态电池的发展速度要比其他下一代电池更快。 二、能量与安全性能持续升级,优势突出1、安全性极高 液态电解质易燃易爆,以及在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也克服了锂枝晶现象,因而全固态电池具有极高安全性。 2、能量密度提升 一是电压平台的提升,电池能量密度将增大。二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长,材料应用体系范围大幅提升,目前全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达300-400Wh/kg。 3、循环性能增强 液态电解质在充放电过程中可与锂离子发生不可逆反应,形成固体电解质界面膜(SEI),会导致活性物质和电解质的损失,降低了库伦效率。而固态电解液解决了固体电解质界面膜(SEI)的问题和锂枝晶现象,大大提升了锂电池的循环性和使用寿命(例如LIPON做电解质材料,理想情况下循环性能表现优异,循环45000次左右)。 4、适用范围扩大 固态电解质赋予固态锂电池结构紧凑、规模可调、设计弹性大等特点,固态电池既可以设计成厚度仅几微米的薄膜电池,用于驱动微型电子器件,也可制成大容量电池,用于动力和储能领域。此外,固态材料内在的高低温稳定性,为全固态电池在更宽的温度范围(工作温度范围约为-25C到60C)内工作提供了基本保证。 5、使用成本大幅降低 Sakti3官方称,Sakti3已制造出能量密度达1100瓦时/升的电池。美国佛罗里达大学的电池专家、材料科学教授凯文˙琼斯(KevinJones)认为:如果能量密度能像Sakti3提出的那样高,那么电动汽车的使用成本就有可能与普通汽车相同。 ![]() 三、世界各国都在积极推进研发1、丰田:丰田2010年就推出硫化物固态电池,2014年其实验原型能量密度已达到400Wh/kg。截止到2017年2月,丰田固态电池专利数量达到30件,远远高于其它企业。 最近,丰田向美国递交了一份专利申请——20170179545。申请文件与丰田在固态电池上的工作有关。 2、三星:北京时间6月30日报道,韩国电池厂商三星SDI一名不具名高管表示,该公司未来1-2年内将能生产出固态电池,让智能手机彻底告别爆炸门。 3、LG:其实,三星并不是唯一一家对固态电池感兴趣的智能手机厂商,根据三星SID高管表示,三星的死对头LG化工也在进行固态电池技术的研发,并且也取得了不错的进度。 4、博世(BOSCH):德国汽车零部件巨头博世(BOSCH),2015年收购美国电池公司“Seeo”。博世和Seeo然后与日本著名的GSYUASA(汤浅)电池公司和三菱重工共同建立了新工厂,主攻固态阳极锂离子电池。 5、戴森(JamesDyson):英国富豪詹姆斯-戴森(JamesDyson),2015年公司收购了固态电池企业Sakti3,当时戴森曾表示将会投资近10亿美元大量生产固态电池。2016年8月份戴森表示,会出资14亿美元,兴建一座电池工厂。业界认为,该工厂将担负量产固态电池的责任。 6、索尼:索尼公司2014年就全固体薄膜型二次电池的试制在学术期刊上发表了论文,在2015年11月11日开幕的“日本第56届电池讨论会”上发表了相关成果。 7、国内:目前国内多家企业已在固态电池研发上布局,如清陶能源、CATL、国珈星际等公司,分别在无机陶瓷固态电解,硫化物电解质、聚合物电解质等方面发力。 ![]() 四、市场的巨大潜力2016年全球锂电池电芯产值达到1850亿元,根据SPIR预测,2020年全球锂电池电芯产值将达到3436亿元。 结构上看,消费电子类需求缓增长,新能源动力需求爆发增长带动产业快速发展,此外储能市场的巨大潜力正逐步释放。 一旦固态电池的逐步推广应用,固态电池产业将充分享受市场红利,成为锂电行业的爆发点。 |