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福特宝马继续加持,这家固态电池企业究竟凭什么黑科技

发表于话题:成都10岁女孩再破吉尼斯纪录
发布时间:2021-05-18

这是“汽车人参考”第327篇原创内容

“推动智能电动汽车向前进”

近期福特和宝马加大了对美国初创企业Solid Power的投资,在全固态电池领域加速布局。对行业来说,Solid Power这家企业其实并不陌生,但往往以报道为主,真正有关其核心技术的探讨很少。这里汽车人参考整理Solid Power核心技术点,与读者分享。

固态电池起点:突破能量密度瓶颈

布局固态电池原因,Solid Power与 Scape,以及国内卫蓝等企业逻辑基本一致。

当前的液态锂离子电池,正极采用三元高镍,负极采用硅碳体系,能量密度在300-350Wh/kg左右会有一个天花板;但长续航里程的市场需求,需要动力电池的能量密度在这个基础上还要有提高。

如果要继续提高能量密度,比较好的方式是将负极换为锂金属,因为金属锂具有低的氧化还原电位和极高的理论比容量,是二次离子电池中比较理想的负极材料。

而采用锂金属负极,比较好的搭配就是固态电解质,突破能量密度的瓶颈,是固态电池的起因。

Solid Power核心技术,突破材料和量产两大难点

汽车人参考认为,全固态电池在技术层面主要有两大难点:

第一,无论是聚合物、氧化物或者硫化物体系,需要找到一种合适的固态电解质材料,解决界面问题,使产品在能量密度、安全、快充、使用寿命、环境耐受性各项性能都能超过液态锂离子电池。

而且,这种材料最好是已经广泛应用,拥有稳定和完善的供应链,易于生产和可得。

第二,需要解决量产问题,从实验线到中试线,包括材料、设备、工艺,最终如何稳定且低成本地转移到量产线上。

这两个问题的本质都是成本。

而Solid Power的卖点就是为了解决了这两个问题:

一是Solid Power目前用于样品生产的中试线(MWh级别),与常规锂离子电池产线兼容,可以快速切换至量产线(GWh规模)。

Solid Power采用自制的硫化物固态电池质浆料(Slurry),并采用原位蒸发(Evaporating)固化方式,实现涂布成膜。

其正负极片的制造方式与现有液态锂离子电池完全相同,同时免去了电解质的加注,以及大部分的化成工艺,实现以最少的固定资产投资快速量产。

二是通过设计优化,降低成本,实现能量密度提升。

通过减少电解质隔膜的厚度,从50微米降低到25微米,提高三元材料在正极的占比, Solid Power计划在2022年-2023年使得能量密度达到470Wh/kg(质量)和1000 Wh/L(体积)的目标。

Solid Power的产品和性能

Solid Power主要有两大产品:

一是软包固态电池电芯,已经开始生产20Ah的产品,并计划于2022年试生产100Ah的大容量产品。

二是硫化物固体电解质,通过自制的硫化锂(Li2S)前驱体,在锂金属负极表面形成保护层,保证高离子电导率同时,能防止锂枝晶的生长,这是Solid Power的核心技术

该固态电解质,可以采用同样的设备和工艺,通过适配不同的正负极材料,满足快充、低温、低成本、高安全等不同要求,可用于汽车、消费电子等领域。

Solid Power目前已经得到了包括福特、宝马、现代众多车企以及三星、A123等电池 企业的投资,且与福特和宝马签订了共同开发协议。

截止去年11月,Solid Power已经向七家车企以及四家电池厂商交付了450套样品,用于样件测试。

目前显示其产品可以在70摄氏度实现5C快充,其日历寿命优于液态锂离子电池,而且无需进行电池包的冷却。

汽车人参考小结

在电动化赛道上,固态电池是最有可能,也很可能是唯一能对目前动力电池产业产生巨大影响的新技术,其核心是材料和量产能力。

如果Solid Power提供的数据属实,那么全固态电池商业化产品很快就会出现在市面上(预计2023-2025年),再过两到三年,实现产业化固态电池就会到来(预计2026-2028年)。

本文为汽车人参考第327篇原创内容,有关 Scape的解读,可以搜索我之前的文章,我的微信是Jeune_kuan,欢迎和我探讨交流。

标签组:[电动汽车] [新能源汽车] [科技] [宝马] [电池] [福特] [锂电池电动车] [锂电池

本文来源:https://www.kandian5.com/articles/16834.html

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