锂电池新方向:充满电仅需10分钟——续航是传统锂电池的两倍!

原创 PC4f5X  2020-12-23 05:32 

原标题:锂电池新方向:充满电仅需10分钟——续航是传统锂电池的两倍! 来源:腾讯新闻

相比传统锂电池,固态锂电池的安全性更好,能量密度更高。

今天锂电池板块继续大火,但是研报君今天不讲传统的锂电池了,前期关于锂电池的文章,大家可以看之前的链接。

今天给大家介绍一个“新概念”——固态电池。

充电仅需10分钟,但续航增加2倍。

事情是这样的

12月9日,一则“丰田集团首辆搭载“固态电池”的新能源车将于明年面世”的消息引起了轰动。

据日本媒体报道,丰田集团研发的这款“固态电池新能源汽车”,在同等条件下的续航是传统锂电池的2倍以上,并且充满电的只需要10分钟左右,这比传统的新能源车减少了三分之二以上。

其实,这一条消息并不能引起人们的重视

在12月8日美国的固态电池公司,Quantum Scape大涨31%,这才吸引到了人们的眼球,其实呢,这家公司距11月初的低点到现在已经涨了近600%,注意仅仅28个交易日翻了6倍,这够疯狂了吧,注:(近日这家公司已经开始回落,但不影响,我们讲固态电池这种新技术)

资金为何如此看好Quantum Scape?

消息面是,这家受到比尔盖茨支持的固态电池公司,在12月8日公布了最新的研究成果,数据显示这家公司的固态电池只需要15分钟就能充满80%的电,并且这种电池在正常使用的情况下的寿命将达到12年,更神奇的是这种电池在零下30度情况下也能正常使用。

大家看到这里肯定觉得这种电池有点玄乎啊,这是真的假的,但是研报君认为,要是放在10年前,又有谁会相信新能源汽车呢,当时大家对新能源汽车的态度也是,这种东西是扯淡吧。

但科技的力量真是无穷的,技术迭代也是常态的。研报君相信随着科技的发展,这种电池在未来5,10年肯定会出现,所以今天大家有必要先了解一下!

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什么是固态电池

在工作原理上,固态锂电池和传统的锂电池并无区别。

二者最大的区别在于——电解质。传统锂电池采用隔膜+电解液中间含有液态物质,而固态电池则使用固体电解质。

固态电池有何优势——安全性突出

相比传统锂电池,固态锂电池的安全性更好,能量密度更高。最重要的是固态电池不用担心着火。大家还记得之前的新闻吗,一辆特斯拉开着开着,就着了。

现在动力电池主要分为两种技术路线:磷酸铁锂和三元锂电池。

虽然三元锂电池能量密度高,但是电池安全隐患大。尤其是现在锂电池快充带来着火的风险更大。锂电池为何着火,主要是因为热效应和析晶。

热效应:大电流充电,内阻的增大会导致焦耳发热效应加剧带来副反应,如电解液的反应分解、产气等一系列问题。

析晶:造成电池短路的危险。

相比之下,固态电池安全性能显著,是未来锂电池安全性的主要解决方案。

重点关注氧化物

目前已经在使用或者接近商用的固态锂电池的电解质有三种:聚合物、硫化物和氧化物。

天风证券认为,综合来看,氧化物电解质优势明显。

氧化物电解质的稳定性好,循环寿命长(可达1000次以上),能量密度较高,倍率性能较好,同时成本较低。

主要缺陷是界面接触问题尚未完美解决。氧化物电解质比较适合动力电池,如今国内企业大部分选择了金属氧化物动力电池,其制造工艺和改性水平也在稳步提升。

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固态电池哪家强?

天风证券指出,粗略来看,欧洲固态电池主要是聚合物体系,美国是固液混合,在亚洲中日韩主要是氧化物。

法国的Bollore是聚合物固态电池。横向比较来看,其循环性较好,但是能力密度较低,而且科研开支逐年递减。

日本的丰田汽车则是采用硫化物路线,上游就涉及到金属和化学工业厂商。

此次日经的报道称,三井金属(Mitsui Kinzoku)将在埼玉县建设一座试验厂房,为这种电池生产固态电解质;日本石油公司出光兴产(Idemitsu Kosan)也同样在它位于千叶市的生产基地部署固态电解质生产设备。

国内方面,赣锋、清陶能源走的是氧化物路线,宁德是硫化物路线。

其中,清陶能源的固态电池能量密度可达400Wh/kg以上,赣锋锂业固态电池的能量密度在240Wh/kg,宁德时代理论可达400Wh/kg。

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构点评:华创证券认为——固态电池是必由之路!

工信部颁布的《中国制造2025》指明:“到2025年、2030年,我国动力电池单体能量密度分别需达到400瓦时每千克、500瓦时每千克”,这一技术指标已接近传统锂电池能量密度天花板。

同时,随着电动车销量的增长,自燃爆炸等安全事故频次也明显增加,这背后传统锂电采用的可燃性液态电解质难辞其咎。在能量与安全性能上,当前锂电池技术还有巨大的提升空间,传统的液态电池绝不会是技术的终点。

固态电池是后锂电时代的必经之路。

固态电池是指采用固态电解质的锂离子电池。性能方面,不可燃烧的固态电解质是固态电池的核心。固态电池在根除安全隐患的同时能带来电池能量密度的提升。开发难度上,锂硫、锂空气等新型电池需从整个电池结构入手,而固态电池的核心在于固态电解质,升级路径更加简单方便。

此外,锂硫、锂空电池负极均使用金属锂,而金属锂负极更易在固态电解质中兼容,因此固态电池同时也是锂硫、锂空电池的过渡平台。纵观未来技术方向,固态电池已成必经之路,其作为距离我们最近的下一代电池技术已成为科学界与产业界的共识。

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