电动汽车用固态电池已经成为头条新闻了很长时间了。随着电动汽车日趋成为主流,由于人们日益关注车辆污染对环境的影响,世界各国政府都在实施严格的排放标准,燃料成本上涨等;电动汽车见证了越来越多的消费者。
(另请参见:福特,宝马领投1.3亿美元投资固态电池创业公司)
全球有几个国家已经设定了零排放出行的截止日期。这些国家除了建立充电基础设施和发展电动汽车的支出外,还通过为电动汽车购买者和OEM提供各种补贴来推动电动汽车的发展。汽车制造商也正在采取策略来促进电动汽车的发展。
随着锂离子电池在全球范围内被广泛用作电动汽车的电源,几家汽车公司正致力于引入固态电池。
去年,日本汽车巨头丰田汽车宣布将在2021年推出一款改变游戏规则的固态电池,该电池可确保一次充电500公里,并在10分钟内实现零至充满的快速充电,而对安全性的关注却很小。进入这一领域的最新原始设备制造商是福特和宝马。他们已经宣布将投资1.3亿美元用于固态电池创业公司。
根据福特首席产品和运营官厚泰堂(Hau Thai-Tang)的说法,到2022年,该汽车制造商将能够使用100安培小时的固态电池。宝马也有望在2022年之前使用相同的电池。这家初创公司,福特和宝马都在此领域投资固态电池技术开发。
丰田在固态电池技术开发方面处于全球排行榜的首位,拥有1,000多项专利。日产也计划开发自己的固态电池,到2028年将为非仿真汽车供电。
当锂离子电池为世界各地行驶的电动汽车的最大份额提供动力时,为什么固态电池与锂离子电池相比变得如此热销。
什么是固态电池?
固态电池是一种使用固态电极和固态电解质的电池技术,而不是使用大多数电动车辆中使用的锂离子或锂聚合物电池中的液体或聚合物凝胶电解质。
尽管在19世纪首次发现了固体电解质,但包括低能量密度在内的许多不利因素阻碍了其广泛应用。20世纪末和21世纪初技术的改进使人们对固态电池技术重新产生了兴趣,特别是在电动汽车自2010年代以来成为新的常态之时。
固态电池中使用的固态电解质包括陶瓷和固态聚合物等材料。除电动汽车电池外,固态电池还用于起搏器,RFID和可穿戴设备中。
为什么要使用固态电池?
购买者在做出购买电动汽车的决定时,范围焦虑是一个很大的顾虑。目前,电动汽车一次充电可行驶的最大距离是656公里,这是特斯拉Model S所能达到的。但是,汽车制造商一直在努力扩大电动汽车的行驶范围,而不进行充电。因此,对更好和改进的电池技术的需求不断增长。
这是固态电池相对于目前的锂离子电池获得发展的空间。通过从液体电解质转变为固体电解质,该技术可提供更好的导电性,确保功率和能量密度提高约25%至30%,并且尺寸紧凑。固态电池技术有助于将多层电池的规模扩大到20安培小时。
固态电池具有更高的能量密度,因此可能更安全。对于电动汽车的客户来说,这意味着他们可以在不停下来充电的情况下将汽车行驶更远的距离。而且,随着单元越来越小,车辆变得轻便,也可以容纳更多的人。
而且,固态电池降低了每千瓦时的成本,这有望在未来几天内加快采用电动汽车的速度。从下个十年开始,固态电池可能会在BEV中广泛使用。
有任何障碍吗?
尽管固态电池更安全,重量更轻,能源和发电量更大,但与目前的锂离子电池相比,其面临的最大障碍是成本要高得多。Hau Thai-Tang认为,固态电池技术的广泛采用面临的挑战包括能量和功率密度,耐用性,材料成本,灵敏度和稳定性。
当前,尽管运行成本远低于内燃机车辆,但电动车辆的购置成本较高。EV和ICE车辆之间不存在成本均等性。在这种情况下,添加固态电池将使电动汽车的价格甚至更高,这很可能使普通百姓避开电动汽车。