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。
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。
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。
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)。
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。
" 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。
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。
" 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。
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。
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)。
" 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。
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。
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……
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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