中國(guó)粉體網(wǎng)訊 當(dāng)馬路上奔跑著的汽車逐漸有了E-hybrid標(biāo)識(shí)、當(dāng)高架上排隊(duì)匯入主道的汽車大部分都是綠底滬牌、當(dāng)本就擁擠不堪的停車場(chǎng)開辟出了許多充電專屬車位……這些種種跡象都預(yù)示著，汽車電氣化的浪潮，已經(jīng)到來(lái)了！
但也有一些人對(duì)于電動(dòng)汽車，依然持保留態(tài)度，這些質(zhì)疑都集中在了電池身上。作為新能源汽車的核心動(dòng)力組成部分，它的好壞在很大程度上決定了一輛車的綜合性能。然而，根據(jù)電池本身的性質(zhì)，安全系數(shù)和續(xù)航里程就是一組悖論，這也正是當(dāng)前電池技術(shù)發(fā)展需要解決的矛盾。
目前主流的技術(shù)路線是三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池這兩種方案，它們都擁有著各自不可替代的優(yōu)勢(shì)。三元鋰電池技術(shù)路線背后代表著電動(dòng)汽車的高續(xù)航里程，其能量密度大，但安全性較差。而磷酸鐵鋰電池技術(shù)路線則代表著安全，其能量密度只有三元鋰電池的60%左右，且制造成本更具優(yōu)勢(shì)。
縱觀電池技術(shù)在我國(guó)的發(fā)展歷程你會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)新能源汽車剛剛進(jìn)入普羅大眾視野時(shí)，為了匹配內(nèi)燃機(jī)等同的使用便利性，各大廠商普遍采用三元鋰電池來(lái)提升續(xù)航。當(dāng)電動(dòng)車越來(lái)越普及，國(guó)家政策補(bǔ)貼開始收緊，產(chǎn)品開始注重智能化多元化時(shí)，磷酸鐵鋰電池開始走上主舞臺(tái)中央。
據(jù)中國(guó)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新聯(lián)盟最新公布的數(shù)據(jù)，2021年5月，我國(guó)磷酸鐵鋰電池月產(chǎn)量首次超過(guò)了三元鋰電池。截至2020年年底，我國(guó)三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池的產(chǎn)量占比分別為58.1%和41.4%。2021年1-5月，我國(guó)磷酸鐵鋰電池累計(jì)產(chǎn)量占比已達(dá)50.3%，超過(guò)三元鋰電池的49.6%。
從產(chǎn)業(yè)層面看，寧德時(shí)代、比亞迪、國(guó)軒高科等頭部電池企業(yè)都在積極加碼磷酸鐵鋰電池產(chǎn)能建設(shè)。其中，寧德時(shí)代和比亞迪推出的基于磷酸鐵鋰方案的CTP電池和刀片電池目前也獲得了市場(chǎng)認(rèn)可。
無(wú)論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池，它們能量密度的提升都十分緩慢，它們的悖論依舊存在。也正因?yàn)槿绱耍瑥S商各種新型的電池概念便開始層出不窮。比如，特斯拉高調(diào)喊出的46800電池，但在實(shí)質(zhì)上并沒有什么突破。還有廣汽埃安的石墨烯電池，號(hào)稱“8分鐘充滿80% ，續(xù)航可達(dá)1000公里�！敝蟊蛔C實(shí)為一場(chǎng)文字游戲。
在人口不過(guò)300多萬(wàn)的寧德市，電池龍頭企業(yè)，寧德時(shí)代董事長(zhǎng)曾毓群在5月份的公司股東大會(huì)上透露，寧德時(shí)代將于今年7月左右發(fā)布鈉離子電池。在談及電池技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)時(shí)，曾毓群表示：“我們的技術(shù)在發(fā)展，鈉離子電池已經(jīng)成熟了。”
相比鋰電池，鈉離子電池有三大優(yōu)勢(shì)。一，存量豐富，鈉是地殼中第六豐富的元素，地球中的鈉含量占比約2.5%-3.0%，大約是鋰元素的1000倍；二，是鈉離子不會(huì)與鋁形成合金，鈉電池的負(fù)極可以用金屬鋁箔作為集流體，雙鋁集流體不存在過(guò)放電問(wèn)題；三，是鈉鹽的電導(dǎo)率高于鋰鹽，鈉離子電池可以采用低濃度的電解液來(lái)降低成本。
有研究機(jī)構(gòu)表示，產(chǎn)業(yè)化后，鈉離子電池或因原材料成本較低而具備一定成本優(yōu)勢(shì)，但是在電化學(xué)性能方面不及鋰離子電池，鋰離子電池仍將是未來(lái)新能源車動(dòng)力電池主流技術(shù)路線，鈉離子電池將在儲(chǔ)能、低速新能源汽車、小動(dòng)力等領(lǐng)域得到推廣應(yīng)用。
不過(guò)，有一種全新的電池有望改變整個(gè)行業(yè)格局，它就是固態(tài)電池技術(shù)。
所謂固態(tài)電池，是指采用固態(tài)電解質(zhì)的動(dòng)力電池。當(dāng)下，磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池都屬于液態(tài)電解液的鋰電池。液態(tài)電解液鋰電池由正極、隔膜、負(fù)極、電解液制造而成；而固態(tài)電池則是采用固態(tài)電解質(zhì)取代隔膜和電解液。
固態(tài)電池相對(duì)于液態(tài)鋰電池，最主要的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在安全性和能量密度。液態(tài)鋰電池一旦受到擠壓、穿刺，就會(huì)導(dǎo)致隔膜破裂，造成正負(fù)極短路，同時(shí)鋰電池內(nèi)部產(chǎn)生大量熱量，加上液態(tài)電解質(zhì)里易燃的有機(jī)溶劑，結(jié)果就是電池起火甚至爆炸。
相比而言，固態(tài)電池的正負(fù)極不容易發(fā)生短路，固態(tài)電解質(zhì)不可燃也不具有揮發(fā)性，且耐高溫，在極端情況下不容易發(fā)生起火、爆炸。
根據(jù)資料顯示，一輛固態(tài)汽車的續(xù)航里程可達(dá)1000公里（621 英里），充電僅需10分鐘且在30年的使用壽命內(nèi)可保持90%的電池性能。毫不夸張地說(shuō)，如果能實(shí)現(xiàn)即內(nèi)燃機(jī)時(shí)代的真正終結(jié)！
理想很美好，但現(xiàn)實(shí)很骨感。目前全球還沒有哪家車企能夠完全實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，固態(tài)電池尚存在一些關(guān)鍵問(wèn)題亟待攻克。
其一，固態(tài)電池的固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率較低；其二，固態(tài)電解質(zhì)與電極間的界面阻抗較大，鋰離子傳輸阻力大，影響電池容量的正常釋放；其三，固態(tài)電池的工藝比較復(fù)雜，現(xiàn)在還沒有達(dá)到量產(chǎn)水平。；其四，材料配套不成熟，制造成本高。
盡管如此，固態(tài)電池依舊是最有希望實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的下一代電池技術(shù)，這也無(wú)疑成為全球眾多科研機(jī)構(gòu)、車企、電池廠商以及國(guó)家關(guān)注和搶奪的高地。
在即將開幕的日本東京奧運(yùn)會(huì)上，豐田汽車作為贊助商將首秀其最新的固態(tài)電池技術(shù)以及搭載固態(tài)電池的汽車。豐田汽車執(zhí)行董事寺島茂樹表示，這款新車型預(yù)計(jì)2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。
實(shí)際上不僅是豐田汽車，現(xiàn)代集團(tuán)、大眾汽車、寶馬等車企，寧德時(shí)代、LG化學(xué)和松下等動(dòng)力電池企業(yè)也在布局固態(tài)電池。
此外，資本市場(chǎng)也在支持固態(tài)電池的發(fā)展。7月12日固態(tài)電池板塊開盤走高，漲幅達(dá)3%；截至收盤，漲幅為4.2%；板塊個(gè)股小康股份、江蘇國(guó)泰、贛鋒鋰業(yè)漲停。
2019年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予了美國(guó)、英國(guó)和日本的三位科學(xué)家，以表彰他們?cè)阡囯x子電池領(lǐng)域的突出貢獻(xiàn)。獲獎(jiǎng)?wù)咧校?7歲高齡的古迪納夫Goodenough先生，被譽(yù)為鋰電之父，他仍然奮斗在一線，繼續(xù)為下一代電池技術(shù)做貢獻(xiàn)。我們有理由相信固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)和商業(yè)化發(fā)展的時(shí)日已并不遙遠(yuǎn)。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/波德）
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