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出品|商用汽车观察
固态电池被认为是解决锂电池安全问题以及提升能量密度的理想方案。
何泓材表示,用户一定会希望电动汽车高安全、长续航、长寿命、低成本、全气候条件工作、实现快充等,但传统锂电池在满足这些要求方面基本接近天花板,为此,全固态电池有了发展的理论逻辑。
据介绍,目前全球主要国家和地区,以及一些国际性头部车企,都对固态电池寄予了非常大的期望和关注,比如丰田给全固态电池的定位是新能源汽车“游戏规则改变者”。
全固态电池到底有哪些优势呢?何泓材表示,全固态电池有广泛的应用场景,自身也有很多优势,总结起来一句话就是从液态电池四大件变成固态电池三大件:固态电解质、正极材料和负极材料。
这三大件决定了电池的性能和成本。为此,何泓材从三大件入手,对固态电池的优势做了系统分析。
首先是电解质。固态电池本质特征在于用固态电解质替代传统电池的电解液,传导机理从电解液的传导变成固态离子的传导,这一变化让固态电池不再有漏液风险,寿命也更长,同时电解液易燃的隐患也彻底根除,安全性更高。
何泓材介绍,过去10年,固态电池电解质的材料从性能上取得了非常大的突破,特别是卤化物。正是有了这些性能的突破,固态电池才会加速发展,社会对固态电池的关注才会高。清陶能源2016年开始开展有关电解质方面的工作,目前已经解决了水系量产工艺、锆元素替代等核心问题。
其次是正极材料和负极材料。何泓材从两个角度进行了解读。
一是材料角度。一切正极材料都离不开锰,包括大家熟悉的锰酸锂、镍锰酸锂等,以及当下大热的磷酸锰铁锂、富锂锰基等。
这些材料有几个共同点:一是导电性比较好,所以它的倍率、低温性能比较好,而且结构稳定,安全性能突出;二是电压平台比较高,意味着单位安时的耗锂量减少;三是锰资源丰富,价格低廉。
二是工艺角度。固态电池因密化要求,传统电池搅拌、涂布再烘烤的工艺并不适合,因此需要进行工艺的创新。目前,清陶能源已经通过干法方式来实现这一工艺,包括3D干法膜和一些刮涂、喷涂的复合工艺等,从而实现电解质膜的干法制造。据介绍,2025年清陶能源将推出第二代产品,把高电压锰系正极材料引入电池生产,使固态电池在成本上形成优势。
对于未来,何泓材表示,清陶能源将更关注电池寿命问题,特别是商用车。目标是把磷酸铁锂循环寿命与全固态电池技术结合,真正实现车电同寿命,从而降低整体运营成本。
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