重大突破!美國剛完成實驗室測試,我國企業(yè)就已經量產鋰金屬電池
近日,中美同時曝出一種高能量密度鋰金屬電池的技術突破,不同之處在于,美國只是完成實驗室測試,而中國不僅完成實驗室測試,而且已經建成生產線,并在6月份就已經開始量產。按照500Wh/kg的能量密度計算,一輛安裝能量密度僅140Wh/kg、續(xù)航510公里的比亞迪元Plus純電汽車在換成這種電池后,續(xù)航將輕松突破1500公里!
9月19日,據《科技日報》報道,一種“改變游戲規(guī)則”的電動汽車(EVs)新電池,可在3分鐘內充滿電,使用壽命可達20年,很快就會應用在新車上。位于美國馬薩諸塞州沃爾瑟姆的初創(chuàng)公司Adden Energy已經獲得了許可證和515萬美元的資金,以大規(guī)模制造適合電動汽車的電池設計。
Added Energy公司生產的鋰金屬電池
據報道,這項新技術是由哈佛大學約翰·A·保爾森工程與應用科學學院(SEAS)的華裔科學家李鑫(音譯)和同事們研發(fā)的,這是一款鋰金屬電池,而不是市場上已經采用的鋰離子電池。
9月20日,央視《朝聞天下》播出重磅消息:一條具有競爭力的自動化鋰金屬電池制造產線宣布在合肥正式啟用。此次啟用的產線實現(xiàn)了新一代鋰金屬電池能量密度500 Wh/kg的重大突破。
*截圖
看到這兩則新聞,很多網友覺得不可思議:有沒有搞錯?美國的鋰金屬電池才剛剛完成研發(fā)測試,準備量產,我國就已經建成生產線,開始量產鋰金屬電池?
在這里可以肯定地告訴大家,這個新聞是真的!不必懷疑,接下來簡要分析。
一、鋰金屬電池生產線建造成本不低,技術難度不小,沒人會投巨資炒概念。
*的這家量產鋰金屬電池的企業(yè)是我國本土企業(yè)盟維科技公司,技術背景十分強大,有興趣可自行了解。
據報道,盟維科技公司研發(fā)的450 Wh/kg鋰金屬電池早在兩年前就已經實現(xiàn)商業(yè)化量產交付,實驗室中還有能量密度超過550Wh/kg的鋰金屬電池。能量密度是磷酸鐵鋰電池和三元鋰離子電池的2倍以上。
液態(tài)電池和固態(tài)電池結構示意圖
近年來,動力電池確定技術突破的消息很多,但很多卻沒有后續(xù)報道。實際上這是很正常的現(xiàn)象。
電池被研發(fā)出來后才剛剛開始,必須經過各種測試,包括能量密度、充放電功率、充電時間、低溫電量損失百分比、安全性、循環(huán)使用壽命等指標的測試。很多電池雖然能夠滿足能量密度設計指標,但在其他方面關鍵參數(shù)卻并不能滿足設計指標,自然無法走出實驗室。這就給人一個印象:經常有新的電池技術突破,卻很少真正量產。
鋰金屬電池屬于固態(tài)電池,電解質不是易燃易爆液態(tài)電解質,而是不可燃固態(tài)電解質,安全性自然比液態(tài)電池更好。目前,業(yè)內*固態(tài)電池研發(fā)的難點在于固態(tài)電解質材料的鋰離子電導率偏低、固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差、金屬鋰反復充放電的循環(huán)性問題、以及制造成本偏高。如何解決這些技術難點十分考驗智慧,因此固態(tài)電池技術難度遠高于液態(tài)電池,生產線建設成本十分高昂。
據路透社9月5日報道,輝能科技公司計劃投資80億美元(約合555億元人民幣),建設固態(tài)鋰電池生產基地。工廠總產能將達到120 GWh,預計在未來十年內全部建成。
盟維科技鋰金屬電池產線和創(chuàng)新實驗室揭牌儀式
雖然我們不知道我國電池研發(fā)企業(yè)盟維科技公司建成的這條鋰金屬電池的成本是多少,但預計成本不低。因此,如果不能量產,沒有人愿意投巨資建設生產線。很顯然,盟維科技公司量產的這款鋰金屬電池已經通過實驗室各種測試,各項關鍵技術指標是符合量產要求的。
二、鋰金屬電池這么好,為何6月開始量產至今,仍未有手機、汽車使用?
據了解,現(xiàn)有汽車動力電池主要是兩種液態(tài)電池,分別是磷酸鐵鋰電池和三元鋰離子電池,前者能量密度140~160Wh/kg,優(yōu)點是安全性相對更好,后者能量密度180~210Wh/kg,優(yōu)點是能量密度相對更高。然而,即便采用能量密度更高的三元鋰離子電池,純電汽車的續(xù)航里程也僅有700公里左右,如果開空調,續(xù)航里程將下降至500公里左右。想要從根本上解決續(xù)航里程難題,那只能放棄已經接近極限的液態(tài)電池。
采用磷酸鐵鋰電池的比亞迪漢EV續(xù)航里程為605公里
目前業(yè)界普遍認為固態(tài)電池將會取代液態(tài)電池。這是因為固態(tài)電池在能量密度、充電速度、安全性、循環(huán)使用壽命等關鍵指標方面相比液態(tài)電池均有很大優(yōu)勢,有興趣可自行了解。
既然固態(tài)電池優(yōu)勢這么大,為何在6月份就開始量產的鋰金屬電池至今仍未用在手機和汽車上?
其實主要原因還是太貴!
業(yè)內有一種說法是全固態(tài)電池的成本比當前的鋰電池高4倍以上。伊維經濟研究院研究部總經理、中國電池產業(yè)研究院院長吳輝認為,因為沒有量產,所以沒法去比較成本,但是現(xiàn)在這些半固態(tài)電池的成本都在1元/WH以上,而液態(tài)鋰電池電芯的成本大約現(xiàn)在0.7~0.8元/WH(以三元為主)。
目前尚不知道這款鋰金屬電池的具體售價,但鑒于它也屬于固態(tài)電池,預計成本不會低到哪去。因此,現(xiàn)階段,這種固態(tài)電池不大可能被用在手機上和汽車上。
當然,大家也不必失望,很多東西一開始成本都十分昂貴,但是一旦大規(guī)模量產上市,經過多輪迭代,成本將快速下降。將來這款電池有望將逐步用在手機和汽車上。
*內容
三、雖然現(xiàn)階段固態(tài)電池成本太過高昂,難以裝車使用,但半固態(tài)電池明年將裝車上市。
按照業(yè)界估計,固態(tài)電池要到2030年左右才會發(fā)展成熟,成本才會降低到大眾車型可接受范圍。然而,半固態(tài)電池現(xiàn)階段的技術就已經成熟,已有車企開始采用。
5月28日,我國科技企業(yè)國軒高科第十一屆科技大會在安徽合肥舉行期間,發(fā)布了備受關注的單體能量密度為360瓦時/公斤(Wh/kg)的半固態(tài)電池,實驗室中已有400Wh/kg的半固態(tài)電池原型。國軒高科表示,該固態(tài)電池今年將實現(xiàn)裝車,并且搭載半固態(tài)電池的車型,電池包電量達到160千瓦時(kWh),續(xù)航里程長達1000公里,車輛百公里加速時間僅為3.9秒。
據報道,國產純電汽車蔚來ET7搭載了款150kWh半固態(tài)電池,能量密度達360Wh/kg,CLTC標準下續(xù)航超過1000km。不出意外的話,明年就將上市。
蔚來ET7純電汽車
事實上,國內車企早已開始自研或者與其他企業(yè)合作研發(fā)固態(tài)電池,寧德時代、國軒高科、比亞迪等企業(yè)均曝出相關專 -利,這些企業(yè)均有很強的研發(fā)實力,每年的研發(fā)投入也高得驚人,而且不少已有令人驚嘆的技術成果,有興趣可自行了解。總之,國內眾多高科技企業(yè)都眼饞前景十分廣闊的固態(tài)電池市場,紛紛加大研發(fā)力度,堪稱百花爭艷。
綜上所述,最近媒體曝光的盟維科技公司鋰金屬電池新聞是可信的!留給燃油汽車的時間不多了,一旦固態(tài)電池技術在2030左右發(fā)展成熟,燃油車性能將被純電汽車碾壓,*失去競爭優(yōu)勢。