“固态电池”居然不是真固态?是虚假宣传?还是真值得期待?

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划重点

01目前国内宣称的“商品化的固态电池”其实只不过是“半固态”而已,距离真正的全固态电池仍有较大差距。

02半固态电池在高温、低温、安全性方面相比传统电池有较大的进步,但仍未彻底摆脱液态电解质的“先天问题”。

03全固态电池采用纯粹固态电解质代替液体电解质,结构更紧凑,能量密度更高,但研发难度极高。

04目前全球范围内,宣称已经掌握全固态电池技术的企业已有几家,如台湾辉能,但真正量产的仅有台湾辉能一家。

05由于全固态电池的技术难度较高,预计全固态电池的广泛应用还需等待一段时间。

以上内容由腾讯混元大模型生成,仅供参考

最近大家讨论“固态电池”的声音越来越多。这不国内好几家车企都宣布高端车型搭载“固态电池”了么?紧接着VIVO和OPPO的高端旗舰手机也搭载“固态电池”亮相,并公开展示了“零下20度续航不缩水”的超强实力,可谓是赚足了眼球和关注度。


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但是,此“固态电池”非彼“固态电池”!目前国内宣称的“商品化的固态电池”其实只不过是“半固态”而已!——所以“半固态电车”值得买么?还是说我们可以等待“全固态”的到来?还有,我们距离“全固态”还有多远?今天我们来聊聊电池。


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传统“液态电池”

原理决定危险性


传统锂电池叫做“液态电池”,有“四大件”构成:正极、负极、隔膜、电解液。其中隔膜是用来隔离正极和负极(不让正极负极碰一起),防止短路的部件。通常是一层塑料纤维膜。而电解质是液体状态的。就和传统的铅酸电池一样,里面的电解质(硫酸液体)可以倒出来。


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液态电池的安全性、低温性能、高温性能都存在一些不尽如人意的地方。这是液态电解质天生的特性导致的问题。大家都知道,液体遇到高温会蒸发,温度达到一定程度甚至会沸腾(和烧开水一样)。


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传统液态电池也是如此。液体电解质蒸发成气体后,体积不断膨胀,于是电池内压力越来越大,最终引发爆裂事故。而另一方面,低温下,液体本身就可能冻结(冰点)。而锂电池的电解质里含有各种金属火盐类,低温下盐类还会析出,结晶。运气不好的话会刺破电池隔膜,导致内部短路,最终起火出事。


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“半固态电池”

依然有“四大件”构成


此外,传统液体电池刺穿后,电解质还会漏出来,造成其他危险。于是乎人们就提出,能不能减少电解液的用量?就算我暂时找不到替代品,但减少用量总归是好的。用量少了,危险系数相对也能小一点。基于这一思想,“半固态电池”就被发明出来了。


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所谓“半固态”,依然还是“四大件”构成的。只不过液体电解质用量减少,然后还添加了一些东西进去,把液体做成“果冻”一样的东西(专业叫“凝胶状”)。这样一来,电解质就基本无法自由流动了。


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“果冻”状态的电解质,在高温、低温、安全性方面相比传统电池都有很大的进步。比如:零下20度基本容量不降、再比如用钉子直接刺穿电芯,电芯基本可以做到“连烟都不冒”的程度。


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“半固态电池”

虽有进步,但不彻底


而且“半固态”电池容量也更大,同样体积和重量的电池,可以储存更多电力,这意味着车子可以跑更远续航。种种优势下,目前车企都盯上了“半固态”电池。比如上汽智己、比如蔚来150度电的那款ET7,比如东风以及旗下岚图等等品牌。


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但几乎所有使用“半固态”电池的车企,都喜欢对外“简称”,说自己的车搭载了“固态电池”。—— 这里你可以看出,其实是不严谨的。因为这种电池依然没有彻底摆脱液态电解质的“先天问题”。比如“针刺测试”,它能抗住1根、2根针,但未必扛得住3根、5根(虽然已经很好)。


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“全固态”电池才是未来方向

但还需要“等一等”


因此,我们最期盼的锂电池,是“全固态”电池。也就是“用纯粹固态(粉体)电解质代替一切液体电解质”的技术。因为不含任何液体,所以自然就无所谓高温低温(不可能沸腾,也不能结冰)了。


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而且这一类电池,可以只有“三大件”构成。正极、负极、固体电解质。直接就不需要隔膜了!所以电池结构更紧凑,可以做到更夸张的能量密度。当然,纯粹固态(粉体)电解质的研发难度非常之高。目前真正做出来的没几家。


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目前全球范围内,宣称已经掌握“全固态”电池技术的企业已经好几家了。国内国外都有。比如大众汽车在未来将会“御用”的美国QuantumScape电池……然而目前全世界唯一量产的也就台湾辉能一家……


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目前台湾辉能已经和梅赛德斯奔驰成了战略合作伙伴。而辉能方面也已经给他们提供了很多电芯样品供测试。可见不久的将来,奔驰也会凭借着电池性能卷土重来!至于台湾辉能的电池有多安全?我只能说:别说针刺了,就是剪刀直接剪都没事!

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