固态电池的缺点

固态电池的缺点,第1张

1、界面阻抗过大。

固态电解质与电极材料之间的界面是固--固状态,因此电极与电解质之间的有效接触较弱,离子在固体物质中传输动力学低。

2、成本相对较高。

据了解,液态锂电池的成本大约在200-300美元/KWh,如果使用现有技术制造足以为智能手机供电的固态电池,其成本会达到15万美元,而足以为汽车供电的固态电池成本更是达到令人咋舌的9000万美元。

根据中汽协公布最新产销数据,今年首月新能源汽车下滑较为严重,产销分别为40万辆和44万辆,同比分别下滑554%和544%,这是自2019年7月份补贴退坡后,我国新能源汽车销量连续第7个月同比下滑。

尽管近期销量表现不佳,但对于未来新能源汽车市场的走向,很多人还是看好的。在特斯拉股价一路上涨的带动下,无论是供应商宁德时代,还是整车企业,与新能源汽车相关的股票基本都经历了一波涨停。

同时在接下来的一年中,将有不少车企的新能源产品陆续进入市场。但不得不提的是,目前新能源汽车的发展进入了一个瓶颈期,产品差异化优势并不明显,趋于同质化。很多企业想尽量缩短这一瓶颈期,于是他们瞄准了固态电池。

重金落子固态电 

近日,戴姆勒牵手加拿大魁北克水电公司,共同开发固态电池技术,加速固态电池量产应用。戴姆勒表示,电池是电动汽车的关键零部件,固态电池将是下一个关键技术,在近年有可能看到乘用车固态电池原型产品。

同时,魁北克水电公司在1月31日曾宣布,公司将帮助约翰·古迪纳夫和玛丽亚·海伦娜·布拉加的创新型固体玻璃电解质获得专利许可,并在此基础上,通过戴姆勒公司的帮助开发固态电池技术,一旦该固态电池达到量产状态,将在戴姆勒旗下电动汽车上使用。

丰田也掩饰不住要加大马力进军电动化市场的决心,近日宣布与松下合作成立新公司,开发和生产方形锂离子电池、固态电池以及研发“下一代”电池,新公司命名为泰星能源解决方案有限公司,成立时间拟定于2020年4月1日。

其实,戴姆勒和丰田并不算最早入局固态电池的车企,在2018年,现代宣布投资位于马萨诸塞州的Ionic Materials公司,进行固态电池研发工作,并计划将于2025年实现固态电池量产。同样是在2018年,大众投资1亿美元与QuantumScape公司建立一个新的合资公司,计划在2025年前建立固态电池生产线,并表示两家公司将共同努力,在固态电池领域发力,最终计划是实现固态电池的产业化生产。

此外,宝马除了自建电芯研发中心,研发固态电池技术外,还于Solid Power在固态电池方面达成深度合作,有望于2026年实现固态电池量产。知难而退的戴森在放弃造车之后并没有放弃对固态电池的研究,戴森曾在声明中表示将继续将专注于制造固态电池这一艰巨任务。除了国外车企,上汽、长城、比亚迪等国内车企也在默默研发,车企纷纷入局固态电池,难道是锂离子电池不够“香”吗?

锂离子电池的终结者

科学界普遍认为,锂离子电池已经达到了极限,而采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质的固态锂电池技术则被一致看成是锂离子电池的替代品。

几年前,新能源汽车作为乘用车市场的闯入者,有着很明显的一个短板——续航里程短。而续航里程又是消费者选购时最在意的一项产品参数,得“长续航”者得天下,于是车企纷纷提高续航。于是几年的时间续航里程很快从最初的160公里,提高到现在的超500公里。

无论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池,车企对于动力电池的宣传主要为两方面,一方面是电池容量,另一方面是能量密度。在能量密度方面,据《中国制造2025》中明确的动力电池发展规划:到2020年,中国动力电池单体能量密度要达到300Wh/kg;到2025年,单体能量密度达到400Wh/kg。

但从目前来看,无论是国内动力电池独角兽宁德时代还是全球动力电池佼佼者松下,目前能量产装车的最高能量密度电芯大约在260~280Wh/kg,主流车型采用的量产电池水平都在180~220Wh/kg左右,距离规划中提到的300Wh/kg还有一定的距离。此外,在综合到安全等各类指标后,行业专家预测锂离子电池的单体能量密度极限为300Wh/kg。

固态电池则不同,目前有些公司研发的双电解液半固态电池就已经达到了350Wh/kg单体能量密度;中科院多个研究所也已经研发出300Wh/kg的动力电池,并与合作单位推进产业化;SF Motors旗下部门TeraWatt Technology在2019年8月份宣布推出45Ah固态电池设计原型,该电池的能量密度达432Wh/kg,这种能量密度可以直接达到规划中2025年的目标。搭载固态动力电池的新能源汽车的续航也将突破新的高度,可能超过800公里,甚至是达到1000公里。

提振新能源行业

除了在能量密度上超越锂离子电池,固态电池还有很多其他优秀品质,如安全性。据不完全统计,至今与动力电池相关的电动汽车自燃事故至少有40余起,仅在2019年国内发生自燃事件就涉及蔚来、特斯拉、比亚迪、吉利、北汽、江淮、云度等品牌。

锂离子电池如果过充或遭到撞击,很有可能损坏隔膜,进而导致发生短路,引起火灾。而固态电解质具有不可燃、不腐蚀、不挥发、不漏液等优势,此外,作为动力电池还能省掉电池包外壳、冷却等系统,节约空间、减轻重量、减少内阻力,提高循环寿命。

尽管有着不少优点,但是固态电池的规模化生产到应用并不是没有面临困难,固态电池在固态电解质的导电率、内阻界面阻抗及相容性上存在着问题,导致短时间内尚不能量产应用于市场;生产成本昂贵,仅生产满足智能手机需要固态电池成本就需要约为15万美元。鉴于此,很多企业持观望态度,特斯拉CEO马斯克便是代表,“固态电池有一定前景,但是距离技术成熟还需要时间,目前也不足以改变特斯拉的战略。”

确实如此,目前固态电池还仅限于实验室阶段,距离要实现量产还需要相当长一段时间。但股市却早早对固态电池敏感起来,赣锋锂业最近一个月上涨3310%,上榜深股通3次,外资累计净买入619亿;近两个月上涨10104%,上榜深股通3次,外资累计净买入619亿,可谓是十分活跃。

今年1月由于春节假期较往年提前,当月有效销售时间减少,导致新能源销量下滑。在接下来的几个月中,受疫情影响,车市复苏仍需一段时间,新能源汽车行业将受到很大程度的打击。而此时不断传来与固态电池相关的消息,对于新能源汽车行业来说确实是一剂有提振疗效的良药。

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

目前不会,因为该技术有诸多进展但仍未实现产业化,总的来说,对于固态电池的研究,目前还是偏学术多一些,在产业化方面,因为一些关键技术涉及到各个企业核心技术而无法获取,导致基于工程化应用方面的技术还是需要进行进一步探究。所谓的固态电池,顾名思义就是使用固体材料作为电解质。相比于传统的锂电池来讲,全固态电池优势明显,在相同能量下用固态电解质取代电解液和薄膜,全固态电池,更薄且体积更小。固态电池的工作原理与传统锂电池是一样的。固态锂电池的不同在于采用固态物质(比如:聚合物和无机材料等)做电解质,而不是传统锂电池采用的液态电解质。因为使用固态电解质,被称为固态电池。锂电池因其具有能量密度高、自放电率低、循环效率高,循环寿命长等特点,受到了新能源汽车产业的欢迎,取得了长足的发展。锂电池也并不是完美的一个状态,因为它在使用过程当中安全性能相对较差,有发生爆炸的危险,同时锂电池是需要使用保护线路的,以防止电池被过充电或者过放电。从固态电池和锂电池的结构上面去分析,固态电池简单的来说是一种使用固体电极和固体电解质的电池。从固态的电解质来说,不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,同时也克服了锂枝晶现象,安全性更高。虽然从结构上面来说,固态电池的优势明显,但是要取代锂电池还有一段路要走。

什么是电容?简介省略。。。。具体百度去查把。很多主板在供电部分使用了固态电容,在其部分则使用液态电容,实际上它们都是铝电解电容,结构基本相同。电解电容是目前使用最广泛的产品。我们常说的液态电容、固态电容以及钽电容其实都是电解电容。电解电容是根据电容的组成来分类的。它一般使用的是金属箔做阳极,可以导电的电解液(或其他固态电解物质,如二氧化锰、有机半导体等)做阴极,在金属箔镀上一层薄薄、不导电的金属氧化层做介质。这3种物质通过一定的几何形状缠

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绕、组合在一起,最终形成的电容。在电解电容中,目前使用最广泛的是铝电解电容。顾名思义,这种电容的阳极是铝,介质则是氧化铝。那么它的阴极是什么呢?我们先从实际产品说起。目前板卡上使用最多的电容就是俗称的液态电容和固态电容。实际上这些电容绝大部分都是铝电解电容。它们的差别就是-----液态电容的阴极使用了液体状的电解液,而固态电容的阴极则使用了固体的导电高分子材料。从电容结构来说,液态电容和固态基本相同。如果真要找出点什么不同的话,液态电容采用的液体并不是特别稳定,在高温下会产生膨胀甚至汽化,导致电容性能下降、甚至

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直接“爆 炸”。虽然听起来很吓人,但实际上电容爆浆并没有那么可怕,多数电容在爆浆时都会通过开在电容顶部(或者下部)的“十字”或“K字”减压防爆纹将内部的气体压力释放掉。从这个角度看,“爆浆”只是液态电容在损坏时的一种表现形式而已,并没有传说中的“爆 炸”那么大的威力,并且液态电容的十字防爆纹涉及还能够提醒使用者及时发现“残伤”电容,是坏电容最明显的标志。因此当我们在板卡上看见鼓起来,像带了顶小帽子的电容时,就代表它已经坏了。相比之下,固态电容内部没有液体,因此不存在“爆浆”的可能性,那么这是不是意味着固

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态电容就不会损坏呢?虽然固态电容有比液态电容更为优秀的高低温稳定性、高可靠度等特点,但是它还是会损坏的。如果你经常去维修点,也会看见“死状各异”的固态电容,比如击穿、高温烧毁等。从产品本身来说,无论是固态电容还是液态电容,只要能满足板卡的使用需求,满足电路的设计需求即可,本身过于追求固态还是液态,实际意义并不大。在板卡的应用中,除了铝电解电容外,还有两类电容值得我们特别注意,那就是钽电容和陶瓷电容。我们经常在高端显卡上看见钽电容,因此它也被认识是高端产品的象征,但事实是否如此呢?前面提到钽电

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容也是电解电容的一种,它的阳极是钽粉,阴极可以是二氧化锰,也可以是有机高分子聚合物或其他一些导电物质、介质则是五氧化二钽。说起钽电容,人们总是想到它优异的特性,比如性能出色、工作温度范围宽、单位体积电容大等等。但钽电容也有它的劣势,比如耐压值较低、价格偏贵,还有抗浪涌性能较差。因此,钽电容并不适合应用在大电流和高电压的场合,因此它往往出现在CPU附近以及供电电路的低电压部分。另外。一些二氧化锰钽电容对极性要求特别严格,如果极性接反,甚至会引发剧烈的烧毁、爆 炸反映。PS:说起钽电容,它还有一个特别优异的性能---

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自修复。从电容的原理我们可以知道,如果电容的介质出现了问题,阴阳极导通了,那么电容就基本报废,甚至会对电路造成毁灭性的影响。而钽电容在工作中,一旦发现某处的氧化膜有瑕疵,出现漏电等现象,它就会自动修复氧化膜,恢复它应有的绝缘能力。这种独特的优势,正是钽电容维持长寿命和高可靠性的原因之一。由于钽电容价格高、数量少,常常又以**、黑色外观出现,因此被玩家昵称为“小黄豆”、“小黑豆”。那么反过来,是不是“小黄豆”、“小黑豆”就一定是钽电容呢?实际上一些铝电解电容也能封装成“小黄豆”、“小黑豆”,外观和

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钽电容一模一样。单凭外观是无法分辨两者 差异的。因此不恩那个只凭借“长的像”就一定说“小黄豆”、“小黑豆”是钽电容。除了钽电容之外,另一种被玩家所树枝的就是陶瓷电容。我们常常在CPU底座内、CPU背面以及采用数字供电的显卡供电部分看到大量陶瓷电容的身影。陶瓷电容采用高介点常数(通俗的说就是极难导电)的电容器陶瓷(常见的有一氧化钛、碳酸钡)作为介质,并将介质制成长方形、圆盘形片状,在片状两边镀上银作为阴阳极的一种电容。陶瓷电容有特别优秀的高频性能,能工作在非常高的频率下,因此常常被用于频率较高的场合。陶瓷电容的

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电气性能也不错,耐高低温,性能稳定,但容量很小,常常要并联许多电容才能达到电路要求

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固态电池用的是固态电解质,固态电解质是其本省就是固态物质,水玻璃+絮凝剂做出来的类固态物质是一种凝胶电池,离子传导形式跟液态电池没多少差别,这算不上固态电解质,做出的电池也跟固态电池不沾边。

常说的固态电解质分三类:聚合物(如PEO等)、氧化物(如LLZO、LLTO等)、硫化物(LGPS等),或者这三类物质组合而成,这类电解质本身即为固态。

重结晶法、升华法。 重结晶法利用混合物中各组分在某种溶剂中溶解度不同或在同一溶剂中不同温度时的溶解度不同而使它们相互分离。适用范围:它适用于产品与杂质性质差别较大、产品中杂质含量小于5 %的体系。 升华法只能用于不太高的温度下有足够大的蒸汽压力(在熔点前高于26669Pa)的固态物质比如咖啡因,萘、樟脑等。

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