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固態(tài)新概念—準(zhǔn)固態(tài),或許車用準(zhǔn)固態(tài),手機用全固態(tài),無奈的妥協(xié)

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固態(tài)電池說了很多年了,但是到了如今離量產(chǎn)裝車越來越近的時刻,電池行業(yè)和汽車行業(yè)終于清醒認(rèn)識到全固態(tài)電池在汽車行業(yè)面臨著無法跨越的技術(shù)難題,由此近期行業(yè)提出了一個新概念,那就是準(zhǔn)固態(tài)電池。



此前汽車行業(yè)曾提出了半固態(tài)電池,含有5%至10%的液態(tài)電解質(zhì),但是當(dāng)半固態(tài)電池真正量產(chǎn)后卻發(fā)現(xiàn)半固態(tài)電池的能量密度提升極為有限,然而它的成本卻比現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池高得多--大約是磷酸鐵鋰的1.8倍至2倍,如此的技術(shù)特點讓半固態(tài)正式裝車之后很快就失去了吸引力。

當(dāng)半固態(tài)電池的神秘面紗被撕下之后,業(yè)界對半固態(tài)電池的熱情大幅下降;業(yè)界再度將焦點轉(zhuǎn)向全固態(tài),然而當(dāng)全固態(tài)電池的生產(chǎn)流程進(jìn)一步推進(jìn)之后,如今正面臨著最后一個技術(shù)天花板,那就是固態(tài)電解質(zhì)與固態(tài)電極之間的緊密接觸問題。

這個技術(shù)難題比干法生產(chǎn)工藝的難度更大,在諸多測試之下,這似乎已成了一個難解的技術(shù)難題,對此實驗室測試是通過增加壓力強行讓固體電解質(zhì)與電極之間保持緊密接觸,也有研發(fā)機構(gòu)提出了在固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)之間增加界面膜確保兩者之間保持緊密接觸。

增加壓力強行讓固態(tài)電解質(zhì)與電極之間保持緊密接觸,對于汽車這種使用壽命長達(dá)10年以上的產(chǎn)品來說其實并不可行,更何況電極在充放電之時還會不斷膨脹和收縮,以及汽車使用過程中長期在震動環(huán)境下使用,進(jìn)一步增加了全固態(tài)電池在汽車行業(yè)應(yīng)用的難度。



相對來說,對于這一問題在手機行業(yè)就要簡單許多,如今的手機使用壽命一般在數(shù)年之內(nèi),即使如今消費者換機時間已經(jīng)延長到4年左右,手機壽命保持6年也差不多了,而且手機的使用環(huán)境更為安穩(wěn),其實更為適合全固態(tài)電池。

在成本方面來說,手機也能承受全固態(tài)電池的高成本,在以往許多新科技都是首先應(yīng)用于手機這種高價值產(chǎn)品中的,一輛汽車的電池容量大約是手機的2500倍到4000倍左右,假設(shè)手機液態(tài)電池的成本在200元,而固態(tài)電池成本翻倍到400元,對于高端手機售價5000元以上仍然是可以承受的,可是放到汽車上恐怕就是30萬以上的車型都未必能承受。

正是基于此業(yè)界提出了準(zhǔn)固態(tài)電池的概念,就是進(jìn)一步減少半固態(tài)電池的液態(tài)電解質(zhì),或是如上述提到的在固態(tài)電解質(zhì)和固態(tài)電極之間增加界面膜來應(yīng)對固固界面接觸的問題,如此能量密度會較半固態(tài)電池進(jìn)一步提升,雖然稍有不如全固態(tài)電池,但是技術(shù)難度比全固態(tài)電池降低很多,相對現(xiàn)有的液態(tài)電池也有足夠的優(yōu)勢,應(yīng)用于汽車或許是不錯的技術(shù)。



固態(tài)電池量產(chǎn)時間日益接近,然而業(yè)界發(fā)現(xiàn)的技術(shù)難度卻越來越大,以至于那位知名的院士如今對于全固態(tài)電池的量產(chǎn)時間也不敢再以確定的語氣說話,如此情況下出現(xiàn)固態(tài)電池的新概念也就不奇怪了,從這些方面來說準(zhǔn)固態(tài)或許成為汽車行業(yè)的選擇之一,準(zhǔn)固態(tài)電池的自燃概率進(jìn)一步比半固態(tài)降低,比液態(tài)鋰電池安全度高得多,又降低了技術(shù)難度和成本,這對于行業(yè)來說何嘗不是一種妥協(xié)下的合適選擇呢?

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