最近,美国宣布说自己要研发出革命性的固态电池,并认为这种电池将会打破现在的局面,让电池技术再次达到一个新高度。
这是什么样的概念呢?要知道,在传统锂离子电池电压,也就只在3.2V到3.7V之间,而运用这新技术则可以将现有电池电压提升好几倍。
此外,Microvast公司的固态电池技术不仅支持高电压运行,还大幅提高了充电效率。
以前传统锂电池在面临高电压环境时,它的充电速度会明显变慢,影响效率。然而,新技术可以帮助它摆脱液态电解质的局限,这使得电池能在高电压环境下,安全稳定地工作,并且不担心过热的问题。
除了性能,该固态电池的系统、安全性和应用领域,也有着突破性的变化。
它还具有更加牢固的结构,在高温环境或受到撞击等极端条件下,与传统锂电池相比,也显示出了更强的安全性能。
凭借这诸多优点,这类电池同样适用于数据中心的应急供电、机器人技术以及人工智能驱动的系统等对功率要求较高的领域,并且潜在的应用范围可能还会进一步扩大。
例如,美国新兴电池企业Factorial就与梅赛德斯-奔驰携手合作,成功研发出Solstice的新型全固态电池,其能量密度高达450瓦时/千克,有望使电动汽车的续航提升80%。
同时,这电池还能有效地降低汽车的整体重量,为电动汽车的轻量化设计带来显著优势。
该公司计划在今年内生产1兆瓦时的电池单元,并预计明年初将产能提升至10兆瓦时。
ION更是放下豪言,说等到2028年,其所研发的电池产能目标为500兆瓦时,并会成为美国领先的固态电池生产公司之一。
中国电池也不甘示弱,最近发展得如何?
就在今年1月,我国宣布在电池技术方面取得了重要进展。
北京大学庞全全教授率领的团队,成功研发出一种新型玻璃相硫化物固态电解质材料,据说它展现出极佳的离子导电性能。
随后,团队进一步开发出了全固态锂硫电池,该电池不仅具备出色的快速充电能力,还拥有极长的循环使用寿命。
简单说,该做法让传统电池里,那些不容易发生的化学反应变得容易了,而且还大大加快了固体和固体之间的硫反应速度。
这一开创性进展,为全固态锂硫电池在快充性能上,开辟了新途径。该团队所研发的全固态锂硫电池可以让充电时间缩短至分钟级别,且循环充电次数可高达万次,让电池效率大幅度提升。
而目前的新能源车仍面临诸多问题,比如大部分车当前的动力电池续航不稳定,易受温度影响,因此这种新固态电池被看作是电动汽车的新希望。
其实我国各大知名车企和多家科技公司,也早已加入了这条赛道。
同时,亿纬锂能和中航锂电等企业也在不懈努力,紧跟步伐,同其他先进公司一起推动固态电池技术不断向前发展。
虽然现在这些固态电池还没办法直接用到市场上,宁德时代的研发,也只是到了全固态电池技术的比较高级的阶段。但跟全世界的情况比起来,宁德时代的成果已经相当优秀了。
因此,在短期内,我们或许难以目睹电池技术领域出现颠覆性的重大突破。
然而,正是这份对未来的不确定性和挑战性,更加激发了我们内心深处对于科技进步的无限憧憬与希望。
为什么即使那么难,还非要研发固态电池不可?这就要提到目前常用电池的困境了。
我国现在常用的电池有锂电池、磷酸铁锂电池和三元锂电池,不同的电池也能针对不同场景。
然而,早期的锂电池循环性能不佳,在充放电循环过程中容易在电池内部形成锂枝晶,这可能导致电池内部发生短路。
后来,索尼公司准备大量材料,研究出1亿种以上正负极电解液的组合,这才成功推出第一款面向市场的锂离子电池,标志着锂电池能顺利运用于各个使用行业。
这也成功让锂电池在便携式电子设备中,得到了广泛应用,并为后续电池技术的发展奠定了基础。
与早期的锂电池相比,它展现出了更高的工作电压、更长的循环寿命。很多人选择它是因为磷酸铁锂电池提供了更高的热稳定性和安全性,更长的循环寿命,以及更低的成本。
有人做过实验,发现该电池在过充、过放、短路等极端条件下,更不容易引发热失控或起火。
再加上它们内部的钴和镍含量不多,在生产和回收处理过程中对环境的影响较小,也符合当下的绿色主旨。
因此,磷酸铁锂电池在低温条件下效果就没那么好了,特别是在北方冬季缺乏供暖设施的充电环境中,其适用性会受到限制。
三元锂电池弥补了磷酸铁锂电池低能量的缺陷,从而让它成为那些需要长续航里程、依赖高能量密度供电的设备,或车辆的理想选择。
因此,三元锂电池因其高能量密度和良好的低温性能,在一定范围可以代替磷酸铁锂电池,在电动车的应用中非常受欢迎。
可见,要找到一个十全十美的电池实在是太难了,这也就是为何大家对固态电池如此向往的原因。
信息来源:
前瞻网 重磅消息!我国科学家开发出新型全固态锂硫电池,有望实现分钟级快充和万次循环充电【附固态电池行业现状分析】
IT之家 北大 2025 首篇 Nature:新型全固态锂硫电池问世,循环寿命超 25000 次
新华社 2023年我国锂离子电池产量同比增长25%
环球网科技 新固态电池或将电动车续航增加80%