登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
今年尤其是9月以来,国内外发生了多起电动汽车起火事件,进一步引发了社会各界对动力电池安全性的担忧。而进入10月后,固态电池各类消息甚嚣尘上,来势汹汹,似乎产业化即将实现,大有从根本上解决动力电池安全性问题的态势。在笔者看来,固态电池现在仍处于抢位布局阶段,产业化还要克服诸多难题,短时间内还难以大规模应用,尤其是在动力电池领域。
液态锂离子电池安全问题难以根治
当前,实现产业化的锂离子电池包括全球动力电池基本上都是液态锂离子电池,其结构主要包括了正极材料、负极材料、隔膜和电解液。电解液主要成分为两种:一种是有机溶剂和电解质(锂盐),其中现阶段广泛应用的有机溶剂为碳酸酯系列(包括环状碳酸酯如EC、PC,和链状碳酸酯如DMC、EMC);另一种是聚合物+有机溶剂+电解质(锂盐),聚合物大多是小分子聚合物。
不管是哪种电解液,都是有机成分,再加上隔膜,液态锂离子电池中易燃物比重较大。在大电流下工作液态锂离子电池有可能出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致短路破坏;电解液为有机液体,在高温下会加剧发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向。
新能源车起火事件频发
当液态锂离子电池受到剧烈冲击或者电池温度过高的话,电解液极易燃烧,造成电池起火以及更为严重的安全事故。这是液态锂离子电池安全性存在的先天不足,尽管通过电池管理系统(对于动力电池组来说就是电源管理系统)可以管理、监控电池情况,降低事故发生率,但不能从根本上避免。
经过几十年发展,锂离子单体电池(即一颗电芯+电池管理系统组成)以及几个单体电池组(如笔记本电池,一般包括4-6个单体电芯+电源管理系统)安全性基本可以保障,事故率大概在千万分之一甚至更低。但也不能保障不出问题,偶尔可见的手机电池鼓包、爆燃以及笔记本电池召回等报道充分说明了这一点。
而对于动力电池而言,由于使用了大量单体电池,除了单体电芯的安全性之外,单体电芯的一致性成为影响动力电池安全的重大难题。在锂离子电池生产过程中,尽管自动化程度较高,但人工处理环节仍然不少,这一点在我国锂离子电池生产企业更为显著。
这些人工环节不一定会给单体锂离子电池带来安全隐患,但在一定程度上会造成单体锂离子电池出现不一致,从而给动力电池组的电池管理带来不确定性,增加电池管理难度,成为动力锂电的安全埋患。
全固态锂离子电池被视为理想电源
全固态锂离子电池,顾名思义是使用固体电极和固体电解质的锂离子电池。由于全固态锂离子电池的电极和电解质都由固态物质制成,其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,同时也克服了锂枝晶现象,即使被加热到非常高的温度,也不会着火,因而安全性更高。
全固态电池未来市场潜力巨大
搭载全固态锂离子电池的汽车,自燃概率会大大降低。可以说,是下一代新能源汽车动力电池的理想对象。“固态电解质电池将是下一个风口,是新能源电池未来主要趋势。相较于传统锂电池,固态锂电池的差异在于电解质固态化,理论上存在一定的优势。”北京理工大学电动车辆国家工程实验室、中国电工技术学会电动车辆专业委员会委员孙立清表示。
当前,用于固态锂离子电池的固态电解质材料种类主要有聚合物、氧化物和硫化物三大类。相较液态锂离子电池,全固态锂离子电池优势明显:
一是能量密度更高。全固态锂离子电池可以解决许多新型高性能电极材料与现有的电解液体系的兼容性问题,使用金属锂来做负极取代石墨负极,可明显减轻负极材料重量,显著提高电池单体能量密度。在相同能量下,用固态电解质取代电解液和薄膜,全固态锂离子电池更薄且体积更小,这也有助于提高电池单体能量密度。
二是安全性显著提高。全固态锂离子电池以无机固体电解质替代有机电解液,不再需要隔膜,就不存在电池温度升高造成有机物分解燃烧问题,也不会有枝晶刺破隔膜造成短路的现象,从根本上解决了液态锂离子电池的安全问题。
三是大大方便了电动汽车使用。由于全固态锂离子电池中没有电解液,运输、保存将会变得更加容易,在电动汽车等大型设备上使用时,也不需要再额外增加冷却管、电子控件等部件,不仅节约了成本,还能有效减轻电池系统自身重量。
国内外企业争相布局
日前,由中国科学院宁波材料技术与工程研究所牵头承担的纳米先导专项“全固态电池”课题日前通过验收,主要开发了一系列高性能固态电解质材料、基于原位固态化的混合固液电解质电芯以及全固态锂电池单体,突破了从材料研发到电池集成的相关技术。
赣锋锂业宣布进入固态电池领域
在纳米先导专项“全固态电池”课题基础上,江西赣锋锂业股份有限公司在宁波投资5亿元人民币,筹建亿瓦时固态动力锂电池生产线,开展第一代产品在新能源汽车用户的推广和市场投放。
这只是近些年来全固态锂离子电池产业化推进的一个缩影。目前,全球多个国家都在布局全固态电池技术研发,力争在未来锂电池市场竞争中抢得先机其中。越来越多的国内外企业和研究机构将重心集中到了全固态锂离子电池上,也有不少汽车厂商都透露过基于全固态锂离子电池打造电动汽车的计划。
比如,大众曾宣布计划研发续航1000km固态电池;丰田汽车预计2022年完成固态电池的研发工作,并计划于2030年实现量产;日本经济省更是在2017年宣布出资16亿日元,联合丰田、本田、日产、松下、GS汤浅、东丽、旭化成、三井化学、三菱化学等国内顶级产业链力量,共同研发固态电池,希望2030年实现800公里续航目标。
丰田固态电池进展迅速
三星、苹果、戴森、奔驰等产业巨头也纷纷布局涉足全固态锂离子电池研发;宝马电池合作伙伴同时也是主打全固态锂离子电池的Solid Power近期获得2000万美金融资;今年早些时候Fisker发布了一项全新的固态电池技术,近期又宣称与Caterpillar Ventures正式携手合作,主要将合力研发固态电池。
国内众多科研院所以及骨干企业也在积极布局。中科院上海硅酸盐研究所、中科院大连化学物理研究所、清华大学、中科院物理所、武汉大学、华中科技大学等单位都在加快全固态电池研究,均取得了一定进展。中科院物理所与北京卫蓝新能源科技有限公司合作,在江苏溧阳成立了江苏卫蓝新能源电池有限公司,正在建设电池中试线。
众多难题尚需克服
然而,全固态锂离子电池想要实现产业化,尚需解决多重难题:一是需要突破高性能固态电解质。电解质材料是全固态锂离子电池技术的核心,其性能决定了电池性能。目前固态电解质的研究主要集中在三大类材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好,已经有商业化的应用案例;氧化物循环性能良好,适用于薄膜柔性结构;硫化物电导率最高,是未来主要方向。
但聚合物耐温性不够,稳定性较差、离子电导性偏低。氧化物抗阻能力比价强,但离子电导性也无法达到要求。硫化物虽然电导性不错,又由于材料稳定性不佳,导致离子传输性能欠缺。整体来看,固态电解质材料研发需要突破以下几点:锂离子导电率要维持在在适当的水平,不能过高,也不能过低;电解质内阻要小;电解质材料稳定性要高;满足高倍率、快充等要求。
二是需要突破全固态电池制造技术。锂离子电池制造是个系统工作,虽然个头不大,但需要解决多方面的问题,包括电池体系设计、正负极材料与固态电解质的界面相容性、长期循环过程中的体积效应、电池稳定性和安全性等。尤其是在电池稳定性和安全性,实验室测试是一方面,真正考验还需要在长期使用过程中,这需要较长周期。
另外,固态电池生产技术不能采用已经十分成熟的液态电池制造技术,需要大家重新摸索,而且还需要实现电池制备效率、电池性能、一致性等要求,难度不小。尽管目前已经固态锂离子电池开始问世,但这些都还是实验室或者中试产品,离产业化还有较大距离。
固态电池市场化尚需时日
三是需要突破规模化生产技术。液态锂离子电池能够占据消费电子产品、电动汽车等应用市场的主导地位,除了性能优越之外,成本优势不可或缺,其中规模化生产技术发挥了巨大作用。
液体锂离子电池产业化到现在将近30年,其规模化生产技术已经非常成熟,但成本仍需进一步下降,以满足电动汽车需求。全固态电池要想在市场上站稳脚跟,需要尽快突破规模化生产技术,加快普及速度,显著降低生产成本,下游市场才有可能接受。
综合来看,安全性高、能力密度潜力大的固态电池必然是下一代电池的发展方向,但产业化还为时尚早。国家新能源汽车重点科技专项首席专家欧阳明高院士曾表示,预计全固态锂离子电池会在2025-2030年之间取得突破。
今年5月,丰田动力总成部门的总经理Shinzuo Abe透露:“丰田期望在2020年以后能制造出固态电池,但若要实现固态电池的量产,还需要等到2030年以后”。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星储能网获悉,据新疆哈密市融媒体中心消息,在4月18日举行的豫哈零碳科技产业援疆平台产业援疆交流暨项目推介会上,哈密高新技术产业开发区与河南重联节能环保科技有限公司签订年产3G瓦时固态电池项目战略合作框架协议。据哈密高新区管委会副主任刘彬彬介绍,当天集中开工了总投资39.7亿元的大成
北极星储能网获悉,据智己汽车消息,23日上汽集团旗下智己汽车在上海举办全球首次试驾活动。智己汽车CEO刘涛表示,第一代光年固态电池今年年内会真正实现量产上市。
“我国有望在1-2年内将攻克600Wh/kg氧化物/聚合物复合电解质固态电池。”近期,中国科学院院士、南开大学副校长陈军表示,“全固态电池已成为全球电池科技的竞争焦点,以固态电池为核心的电动汽车有可能改变未来产业布局。”无独有偶,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高今年年初也曾表示,全固态电
北极星储能网获悉,据正力新能消息,4月19日,正力新能发布首款双重半固态超长续航大圆柱电池——正力·骐龙,单体容量达到49.5Ah,集超安全、超高能量密度、及整车100万公里超长寿命和充电10分钟续航500公里的超快充技术于一体,支持纯电MPV车型,满电续航1000公里以上。正力·骐龙大圆柱电池已于2023
4月19日晚间,振华新材发布2023年年度报告。年报透露,截至目前,公司已实现部分质高价优新产品的评估导入。在固态/半固态电池方面,公司正在配合客户开发相应的正极材料及氧化物、多硫化物等固态电解质。在钠离子电池正极材料方面,公司通过大单晶技术体系生产的单晶钠离子电池正极材料,材料结构完整
当升科技4月19日在互动平台表示,公司已针对电动汽车市场开发出固态电池用关键正极材料,产品已成功导入辉能、清陶、卫蓝新能源、赣锋锂电等固态电池客户,并实现批量销售。
北极星储能网获悉,据昆山发布消息,4月15日,国网昆山市供电公司为清陶能源固态锂电池产业化项目成功送电,为昆山率先实现固态电池量化生产提供坚实电力保障。据悉,清陶新能源固态锂电池产业化项目于2022年开工建设,是目前全国规模最大的固态锂电池量产项目,总投资50亿元,达产后年装机量将达到100
北极星储能网讯,赣锋锂业在投资互动平台表示:目前第一代固液混合电池已初步实现量产,能量密度240~270Wh/kg,可以通过针刺安全性能测试实验,循环次数达到2000次以上,第二代固液混合电池目前处于研发阶段,能量密度可达到400Wh/kg以上,可以通过针刺实验,能够在维持高能量密度的情况下同时保持高安
北极星储能网获悉,据长安汽车视频号消息,4月19日,长安汽车2023年业绩说明会上,长安汽车董事长朱华荣表示,集团研发的半固体电池将于2026年年底上市。
从项目内容来看,3月,我国电池新能源产业链投资扩产项目中,储能依然占据大头,电池材料项目布局相对较少。此外,固态电池等下一代电池技术在3月依然有大项目持续上马。中国汽车动力电池产业创新联盟最新数据显示,一季度,我国动力和其他电池合计累计产量为184.6GWh,累计同比增长33.5%;合计累计销
据深交所互动易消息,4月16日,深交所“央企力量筑强基”主题集体业绩说明会在上市大厅召开。大会现场,中材科技董事长黄再满表示,固态电池肯定是一个好产品,它的发展需要一个过程,现在仍然有一些技术需要攻克,产业化需要一定过程。未来相关产品会呈现出多样性。我们坚持认为,锂电池经历了二三十
北极星储能网获悉,据科恒股份消息,4月19日,深圳市浩能科技有限公司与中国科学院深圳先进技术研究院(以下简称“深圳先进院”)签订“动力电池宽幅涂布机性能提升”产学研合作协议,双方将围绕动力电池涂布设备进行分析和优化,推动动力电池涂布设备性能、精度、效率的升级,助力行业发展。本次成功
北极星储能网讯,4月24日,德赛电池发布2024年一季度报告。根据报告显示,德赛电池一季度营业收入为4094687499.12元(约为40.9亿),同比降低-4.52%。
北极星储能网获悉,据新疆哈密市融媒体中心消息,在4月18日举行的豫哈零碳科技产业援疆平台产业援疆交流暨项目推介会上,哈密高新技术产业开发区与河南重联节能环保科技有限公司签订年产3G瓦时固态电池项目战略合作框架协议。据哈密高新区管委会副主任刘彬彬介绍,当天集中开工了总投资39.7亿元的大成
电动汽车终端消费者的核心痛点已从“续航焦虑”转变为“补能焦虑”。车主对电动汽车“快速补能”的需求日益迫切。在此背景下,包括车企、头部动力电池企业以及超快充产业链相关企业已“打响”了在超快充技术领域的竞赛。尤其动力电池技术作为实现超快充至关重要的一环,截至目前,包括宁德时代、亿纬锂
北极星储能网获悉,据湖南裕能公告称,为满足海外市场需求,提升公司市场地位,公司拟在新加坡设立投资公司,并由投资公司在西班牙设立项目公司,计划投资建设年产5万吨锂电池正极材料项目,总投资金额约为人民币9.82亿元。公司将于拿到相关审批后,开始为期15个月的项目建设,资金来源为自有及自筹资
北极星储能网讯,4月22日,蔚蓝锂芯发布投资者关系活动记录表。公司董事会秘书房红亮先生简单介绍了公司2024年一季度经营情况:一季度实现营业收入14.30亿元,同比增长了46.77%;归属上市公司股东的净利润7,066.51万元,同比增长了663.09%。分行业来看,锂电池、LED以及金属物流三个主要经营单元,营业
北极星储能网讯,4月11日,欣旺达发布2023年年度报告。根据公告显示,报告期内,欣旺达实现营业总收入478.62亿元,同比下降8.24%;实现归属母公司扣除非经常性损益后净利润9.73亿元,同比增长20.39%。消费类电池业务实现收入285.43亿元,营收占比59.64%。动力电池出货量合计11.66GWh,实现收入107.95亿
4月15日晚间,宁德时代率先披露了2024年第一季度的财报。在行业前景并不明朗的当下,这位锂电巨头交出了一份好于预期的阶段答卷,多项指标和数据描绘出其在市场中强健表现的延续。总的来看,2024年第一季度,宁德时代营收797.7亿元,同比小幅下滑10.41%。绝对值上,宁德时代本季营收触及了自2022年第二
据亿纬锂能消息,4月10-12日,亿纬锂能与海得智慧能源、林洋储能、晶科储能在储能领域达成共计约19GWh的战略合作。
据深交所互动易消息,4月16日,深交所“央企力量筑强基”主题集体业绩说明会在上市大厅召开。大会现场,中材科技董事长黄再满表示,固态电池肯定是一个好产品,它的发展需要一个过程,现在仍然有一些技术需要攻克,产业化需要一定过程。未来相关产品会呈现出多样性。我们坚持认为,锂电池经历了二三十
北极星储能网讯,根据福建省省财政厅消息,省级财政对通过行业规范条件的废旧动力蓄电池回收利用企业,按每家20万元标准给予补助;对年处理能力在1万吨及以上、年再生利用量达5000吨及以上且信息完整、生产前驱体或正极材料的企业,按每吨1000元标准予以补助,单家企业最高补助1000万元。聚焦强化技术
北极星储能网获悉,4月23日,江苏连云港经开区48MW/96MWh新型独立共享储能电站EPC工程总承包中标候选人公示。中标候选人情况如下:中标候选人第1名:连云港智源电力设计有限公司、湖南力通电力勘测设计咨询有限公司、国电南瑞南京控制系统有限公司、中国能源建设集团江苏省电力建设第三工程有限公司的
4月22日,CESC2024第二届中国国际储能大会在南京隆重开幕,为期三天的智慧储能技术及应用展览会也于23日至25日同步进行。23日是展览会开幕的第一天,同启新能源展出了最新的液冷PACK-1P104S和液冷工商业储能一体机458kWh,吸引了大批客商驻足咨询。公司技术研发和市场部的同事热情地向来宾们介绍了产品
4月17日,综铁科技建设中策橡胶(建德)有限公司电化学储能电站项目招标公告发布,项目自筹资金3029万元,规模12.5MW/23.295MWh,折合单价1.3元/Wh。本项目为交钥匙工程,位于浙江省杭州市。
4月18日,华丰能源建设杭州电化集团有限公司电化学储能电站项目招标公告(非政府采购项目)发布,项目资金来源为自筹资金3506.24万元,规模15MW/27.954MWh,折合单价1.254元/Wh。本项目为交钥匙工程。
北极星售电网获悉,近日,福建省宁德市工业和信息化局等部门发布关于印发宁德市工业领域碳达峰实施方案的通知,《方案》提到,加速构建以新能源为主体的新型电力系统,推进风光水核等清洁能源与电化学储能一体化发展,实现新能源发电精细化运行与控制,源网荷储互动、多能协同互补、用能需求智能调控。
北极星储能网获悉,据飞毛腿消息,4月22日,飞毛腿(江苏)储能系统集成基地正式挂牌成立。该基地将实现月产储能集成300-400MWh,年产能力达3-5GWh。飞毛腿(江苏)储能系统集成基地的设立,旨在深度整合先进储能技术和高效系统集成方案,为长三角乃至全国能源转型提供坚实支撑。
北极星储能网获悉,4月23日,苏尼特左旗蒙深电储新能源有限公司共享储能EPC总承包工程招标公告发布。储能电站规模为150MW/300MWh,电池采用户外预制舱布置方案,储能变流器及升压变采用户外预制舱布置方案,储能电站年运行350天以上,预计每日充电、放电各一次,年充放电次数700次。公告显示,本项目拟
北极星储能网获悉,近日,安徽蚌埠市人民政府办公室发布了关于印发《蚌埠市有效投资专项行动方案(2024)》的通知。该方案在“深入开展制造业投资专项行动”中提到,持续做大主导产业集群。新能源产业集群实施高性能锂电池湿法隔膜、7GW/h储能电池电芯制造及3GW/h储能系统集成等项目。另外方案在“深入
北极星储能网获悉,江苏省发展改革委4月22日发布《江苏省电力需求响应实施细则(修订征求意见稿)》。文件明确,需求响应实施补贴标准。其中0.5-1小时的,度电补贴最高,为4.8元/kWh。0.5小时以下的实时需求响应,既有度电补贴元2.4/kWh又有容量补贴10元/kW。详情如下:(1)削峰需求响应按竞价形成的
储能电站作为电力系统中的关键灵活性资产,虽然对于提升电网调节能力和保障系统稳定运行至关重要,但目前仍面临着安全性、经济性、市场机制不完善、调度与运营技术储备不足、利用效率低等多重挑战,且储能技术快速迭代也对储能制造企业提出了更高的要求。整体承压之下,如何推动储能行业健康有序发展?
北极星储能网获悉,4月23日,浙江省杭州市淳安康盛2.5MW/5MWh储能项目中标候选人公示发布,浙江鸿能电务有限公司以7520374元预中标该项目,折合单价1.504元/Wh。招标范围:淳安康盛2.5MW/5MWh储能项目施工总承包(包工包料),包括施工图范围内主接线工程、10kV配电装置接线系统、二次舱装置及基础工程
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!