丰田如期推出固态电池原型产品,2025年将实现量产

http://www.qipei.hc360.com2020年07月29日10:10 来源:汽车与配件T|T

  酷暑七月,暴雨、炎热双双而至,电动汽车自燃事件频发,震慑着电动汽车车主或潜在消费者的心脏。其中,引发电动汽车安全事故的主要原因是热失控导致电池爆炸或自燃。在充电、低温或高温环境下动力电池发生短路,短时间内电池释放大量热量,容易点燃电池内部的液态电解质,最终导致电池起火。

  如今,除了成本、里程方面的疑虑,消费者对电动汽车的担忧关键卡在 “安全焦虑”上。进入2020年,电池供应商纷纷祭出了先进的技术,以突破动力电池在能量密度、安全等方面的技术瓶颈,如宁德时代的CTP、比亚迪的刀片电池,蜂巢能源的“无钴”电池等,但这都不是最优解。

  业界纷纷表示,固态电池将成为未来十年最适合电动汽车的电池技术。

  不同于传统锂电池,固态锂电池以固态电解质替代了传统锂离子电池的电解液、电解质盐、隔膜。

  

  在对动力电池的三大要求——安全性、能量密度和循环寿命方面,固态电池具备优于传统锂离子电池的潜力。

  安全性高,无自燃、爆炸风险。采用有机电解液的传统锂离子电池,在过度充电、内部短路等异常情况下容易导致电解液发热,有自燃甚至爆炸的危险。全固态锂电池基于固态材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题。半固态、准固态电池仍存在一定的可燃风险,但安全性也较液态电解液电池提高。

  能量密度高,有望彻底解决电动汽车里程焦虑。对于固态电池而言,一方面固态电解质无需隔膜与电解液,这两部分在传统锂离子电池中加起来占据近40%的体积和25%的质量,另一方面由于没有漏液、腐蚀等问题,可以简化电池外壳及冷却系统模块,进一步减轻电池系统重量。此外,配套新的正负极材料可以使得电化学窗口达到5V以上,可以从根本上提高能量密度,突破续航里程瓶颈。

  固态电池可简化封装。液态锂离子电池以并联结构相接,封装复杂且体积大;固态电池无漏液风险,可简化冷却系统,且冷却系统,电芯内部为串联结构,优化电池封装,在有限空间内进一步缩减电池重量,体积能量密度较液态锂离子电池可提升70%以上。

  汽车企业乘势而动,以抢先引得市场份额。丰田在固态电池领域有先发优势,且已走在行业前列。近日,丰田汽车动力总成公司执行副总裁兼电池业总经理Keiji Kaita称,丰田计划在2025年之前量产固态电池,这种电池能量密度比锂电池提高2倍以上,电池里没有气体和液体存在,所以更轻也更安全。同时,固态电池不易受温度影响,充电效率也更高,从0充满仅需15分钟。

  早在2019年10月的东京车展上,丰田就已明确,对于固态电池的规划是2020年实现装车,2025年实现量产。按原计划,丰田将在2020年东京奥运会上,通过电动概念车展示固态电池这一重要技术,受疫情冲击,这一计划未能实现,但丰田已如期成功制造出固态电池的原型产品,而且已经安装到概念车上。

  

  除丰田外,大众、宝马也加码投资固态电池研发。2020年6月,大众汽车集团计划增持斯坦福大学研发固态电池的衍生企业QuantumScape公司的股份,并将追加投资2亿美元,旨在推动固态电池技术的发展。

  其实,在战略规划上,大众汽车早在2012年就与QuantumScape公司在固态电池技术领域达成合作,并在2018年向其投资1亿美元成为其最大股东。双方又共同成立一家专注于固态电池研究的合资公司,将于2020年年内设立试点工厂。按照大众汽车的规划,其将于2025年建立固态电池量产生产线。

  目前看来,虽然固态电池的工艺路线尚不成熟,降本仍需规模化的过程,但从相关企业的投资研发布局来看,全固态电池应该是未来5~10年的主流方向。

责任编辑:庞小涵

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