日前,电哥从媒体上获悉,美国科研机构在研究锂离子电池充放电时,发现了一种全新的无定形锂。虽然这种形式的金属极难制造,但它或许可以为制造更新、更好、更强的锂电池指引发展方向,因为这种结构可以贡献更强大的材料特性,或将有助于电池的重量和能量密度超过500Wh/kg。如果能实现这个发展方向,纯电动汽车的续航能力是可以达到的。
目前电池技术的主流发展方向有哪些?
电池技术本身的发展一直是提升续航的主要力量。近年来,乘用车车载动力电池基本完成了由磷酸铁锂电池向三元锂电池的过渡。没有它,是因为更高的能量密度,才能带来看得见的续航提升。
无论是NCM(镍钴锰)电池还是NCA(镍钴铝)电池,两种三元锂电池的能量密度都优于磷酸铁锂电池,并且随着三元电池比例的不同,能量密度不断发生微妙的变化。
具体地,根据镍、钴和锰或镍、钴和铝的不同比例,获得更高的能量密度。原理并不复杂,就是尽可能增加镍的比例。
以NCM(镍钴锰)电池为例。根据三种电池的含量不同,常见的有NCM523、NCM622、NCM811(数字代表镍钴锰的比例)。目前,NCM811电池已经在广汽新能源的Aion S、蔚来ES6等车型上使用,在保持体积不变的前提下,电池的能量密度也能得到显著提升。
广汽新能源Aion S
蔚来ES6
可见,高镍三元锂电池成为短时间内提高容量密度的必然发展方向。随着镍含量的增加,三元正极材料的比容量会逐渐增加,电池的能量密度也会增加。比如特斯拉使用的21700 NCA三元锂电池,能量密度高达260Wh/kg,其镍钴铝比为8:1.5:0.5。无疑属于“高镍电池”。
可惜的是,通过改变三元配比来提升锂电池的性能,增长空间必然有限,同时也要承受更活泼的化学特性的代价。有没有更长远更有前途的电池技术?当然有。这就是车载动力电池的终极目标,固态电池。
固态锂电池,顾名思义,就是用固体电解质代替隔膜和电解液。固态电池对于提高车载动力电池的性能是革命性的;形象地说,与传统锂电池相比,使用固体电解质的固态电池在机械硬盘上的性能提升堪比固态硬盘。
固体电解质带来的好处太多了。首先要承受的是直接使用金属锂作为负极,没有传统三元锂电池的石墨负极。只有在这一步,能量密度才能大大提高。其次,固体电解质还允许使用容量更大的正极材料,也可以叠加提高能量密度,好处更明显。
更重要的是,固体电解质具有很多核心优势,如不易燃、无腐蚀性、无液体泄漏、不挥发等。,而过去纯电动汽车所担心的安全问题也将迎刃而解。
解决了电池寿命和安全问题,更何况固态电池还具有体积小、寿命长、易回收等诸多优点。因此,在可预见的未来,固态电池将是车用动力电池乃至整个电池行业的发展方向。即使研发难度大,成本高,但在整个行业的需求下,固态电池的未来依然明朗。
新的无定形锂的发现可能为电池技术的发展创造新的可能性。
(图/文/图:晶典宗泽)日前,电哥从媒体上获悉,美国科研机构在研究锂离子电池充放电时,发现了一种全新的无定形锂。虽然这种形式的金属极难制造,但它或许可以为制造更新、更好、更强的锂电池指引发展方向,因为这种结构可以贡献更强大的材料特性,或将有助于电池的重量和能量密度超过500Wh/kg。如果能实现这个发展方向,纯电动汽车的续航能力是可以达到的。
目前电池技术的主流发展方向有哪些?
电池技术本身的发展一直是提升续航的主要力量。近年来,乘用车车载动力电池基本完成了由磷酸铁锂电池向三元锂电池的过渡。没有它,是因为更高的能量密度,才能带来看得见的续航提升。
无论是NCM(镍钴锰)电池还是NCA(镍钴铝)电池,两种三元锂电池的能量密度都优于磷酸铁锂电池,并且随着三元电池比例的不同,能量密度不断发生微妙的变化。
具体地,根据镍、钴和锰或镍、钴和铝的不同比例,获得更高的能量密度。原理并不复杂,就是尽可能增加镍的比例。
以NCM(镍钴锰)电池为例。根据三种电池的含量不同,常见的有NCM523、NCM622、NCM811(数字代表镍钴锰的比例)。目前,NCM811电池已经在广汽新能源的Aion S、蔚来ES6等车型上使用,在保持体积不变的前提下,电池的能量密度也能得到显著提升。
广汽新能源Aion S
蔚来ES6
可见,高镍三元锂电池成为短时间内提高容量密度的必然发展方向。随着镍含量的增加,三元正极材料的比容量会逐渐增加,电池的能量密度也会增加。比如特斯拉使用的21700 NCA三元锂电池,能量密度高达260Wh/kg,其镍钴铝比为8:1.5:0.5。无疑属于“高镍电池”。
可惜的是,通过改变三元配比来提升锂电池的性能,增长空间必然有限,同时也要承受更活泼的化学特性的代价。有没有更长远更有前途的电池技术?当然有。这就是车载动力电池的终极目标,固态电池。
固态锂电池,顾名思义,就是用固体电解质代替隔膜和电解液。固态电池对于提高车载动力电池的性能是革命性的;形象地说,与传统锂电池相比,使用固体电解质的固态电池在机械硬盘上的性能提升堪比固态硬盘。
固体电解质带来的好处太多了。首先要承受的是直接使用金属锂作为负极,没有传统三元锂电池的石墨负极。只有在这一步,能量密度才能大大提高。其次,固体电解质还允许使用容量更大的正极材料,也可以叠加提高能量密度,好处更明显。
更重要的是,固体电解质具有很多核心优势,如不易燃、无腐蚀性、无液体泄漏、不挥发等。,而过去纯电动汽车所担心的安全问题也将迎刃而解。
解决了电池寿命和安全问题,更何况固态电池还具有体积小、寿命长、易回收等诸多优点。因此,在可预见的未来,固态电池将是车用动力电池乃至整个电池行业的发展方向。即使研发难度大,成本高,但在整个行业的需求下,固态电池的未来依然明朗。
新的无定形锂的发现可能为电池技术的发展创造新的可能性。
(图/文/图:精典宗泽)
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