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世界新資訊:寧德時代的凝聚態電池,離固態電池還有多遠?| 見智研究


【資料圖】

4月19日上午,動力電池龍頭公司寧德時代在上海車展上舉行了凝聚態電池的發布會,首次宣布了將在今年內量產的第一代凝聚態電池(Condensed Battery),展示了其在高比能和高安全之間的精妙平衡,還表示其凝聚態電池不僅用于汽車領域,還會用于航空領域

1、凝聚態電池的優勢體現

寧德時代的凝聚態電池由于其電解液完全不同于普通液態鋰離子電池的電解液呈完全100%的液態狀態,而是一種半固態化的膠質狀態,這使得凝聚態電池既能完成鋰離子在正負極的傳導工作,也因為電解液本身的粘性使得流動性降低,能提高動力電池整體的安全性能,避免了傳統液態鋰離子電池的熱失控的巨大風險。

而安全性能的提高只是凝聚態電池優勢體現的一環,除此之外,凝聚態電池的能量密度高達500Wh/kg,這相比起目前液態鋰離子電池的理論能量密度上限(350Wh/kg)就已經高出了30%,隨著后續的研發投入,該能量密度還有望得到提升,這既能極大地減緩新能源汽車消費者的里程焦慮(新能源汽車的續航里程有望可超過1000公里),也能進一步拉進和燃油車的距離。此外,凝聚態電池還可以從源頭上面進一步減緩新能源汽車此前被持續詬病的充電難的問題,凝聚態電池能夠構建微米級別的自適應網狀結構,調節鏈間的相互作用力,在增強微觀結構穩定性能的同時也能進一步提高電池動力學性能,提升鋰離子的運輸效率,使得凝聚態電池在具備高安全性能的同時,也具備了優秀的充放電的能力,讓此前需要排長隊,長時間充電的麻煩得以減緩。

2、凝聚態電池是半固態電池的一種

為了進一步開發鋰離子電池在能量密度和安全性能兩個方面的潛力,目前無論是新能源車企如豐田和本田等,還是動力電池廠商如LG能源解決方案和衛藍新能源等,甚至是上游鋰鹽廠商如贛鋒鋰業都開始在固態電池領域進行大力發展,想要將目前主流的液態鋰離子電池逐步轉為固態鋰離子電池。

但是考慮到全固態電池本身的技術難度和高成本,目前的確陷入了研發和落地的瓶頸期,所以在此之前,半固態電池的確是一個不錯的中間升級換代的有效過渡品,寧德時代的凝聚態電池其實也是半固態電池的一種,從目前開發進度靠前甚至做到裝車的企業情況來看,其產品的確也多是半固態電池如贛鋒鋰電在東方E70和賽力斯SERES 5。這在液態鋰離子電池的能量密度已經貼近上限的情況下,也的確是一種新的突破,不是一步到位而是分階段達到,同樣也是一種通往固態電池的捷徑。

值得注意的是,不同于全固態電池在材料上的巨大革新如取消掉隔膜,負極采用鋰金屬等,電解液使用聚合物、氧化物或硫化物的電解質,凝聚態電池由于尚處于半固態電池階段,正極依舊是高鎳三元,負極還是石墨或者硅基負極,隔膜還是需要使用來隔絕防止正負極短路,只有電解液從此前的液態電解液轉變為現在的膠質狀的電解液,所以目前動力電池產業鏈中的材料、制作步驟和應用設備等其實還是基本上屬于能夠通用的,大部分還是能夠兼容,可謂是大幅度降低了前期的投入成本。

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