丰田宣布固态电池技术获重大突破「10 分钟充满跑 1200 公里,体积重量成本将减半」,影响几何?
丰田宣布固态电池技术获重大突破「10 分钟充满跑 1200 公里,体积重量成本将减半」,影响几何?
① 敲重点:体积+质量+成本均减半为目标
(相关资料图)
② 伴随着材料成本变革
✓ 电解液从液态(25wt%)→半固态(10wt%)→全固态(0wt%液体)
负极从石墨→预锂化→金属锂负极(80-100wt%)体积+质量减半目标较好实现(能量密度400-500kwh/kg)
x 第三点成本减半,低成本大产量实现需要极大的市场来做成本分摊。因此相较于大规模低成本实现,技术本身或许是没那么困难。
③ 和美国橡树岭实验室平齐,丰田在固态电池技术研究方面绝对处于top水平,但难在没有像中国这样足够大的市场持续吸引资本投入,承载商业化早日落地。
④ 当前固态电池面临着材料性能提升+标准设备大规模生产的课题,还需要持续攻克满足汽车这个工业明珠的极致性价比要求!
⑤ 不论是丰田也好,国内宁德时代也罢,在基础材料这种大投入,且短期内很难看到商业变现,一将功成万骨枯的领域,任何创新都值得鼓励并期待。
By蝈蝈一直都在家
当前固态锂电池中固态电解质主要有以下三种大的类型:
1、聚合物固态电解质:
主要包含聚碳酸酯体系、PEO固态聚合物体系等,优点在于大规模制备薄膜较为容易,不会与锂金属产生反应,缺点在于用此固态电解质离子电导率低,氧化电压低,为解决痛点,当前主要研究方向为PEO与其他材料共混,形成有机+无机的化学体系,提升性能。
2、氧合物固态电解质:
优点在于化学及电化学稳定性高,机械性能好,电化学氧化电位高,但缺点在于界面接触差,需要进一步提升电导率
3、硫化物固态电解质:
优点在于电导率可以媲美液态电解液,机械性能好,晶界抗阻低,缺点在于对水汽敏感性高,易氧化。因此当前研究主要方向为如何提高电解质的稳定性,掺杂不同元素,发挥元素间的协同作用。
不论哪种技术路线,固态电池的材料创新+工艺创新还有很长的路要走,从而真正的提升电导率,解决界面阻抗这两大材料性能相关核心难题,性能满足才能进入下一阶段。
当前难点究竟在哪里?
全固态电池其实早在1992年就被美国橡树岭国家实验室实现了商业化应用,但未能大规模产业化最大的痛点在于性能上的短板(材料)+借用当前标准设备产业化应用困难(工艺)。而汽车作为工业的掌上明珠,最大的特点就在于需要以极致的性价比、大规模实现稳定生产。
当固态电池生产需要用大量的非标准设备时,设备投入的羊毛出在电池这羊的身上,整体成本自然就会水涨船高。
如何利用液态锂电池现有标准设备生产固态电池成了重中之重。因此当前更多的是中间策略,适当的减少电解液的含量,因此才有所谓凝胶(凝聚态,固液混合)电池、半固态电池等中间过渡产品。
不论如何,材料技术的革命性进步都是道阻且长的。固态电池第一次商业化应用落地至今30余年,这期间有着大量的基础材料研究工作,工艺设备优化工作,力求尽早的将更安全的电池带给大家,愿天下早日无汽车自燃~
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