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最最新技術!固態電池15分鐘可充到8成電量!充電鋰電池高光時刻

鉅大LARGE  |  點擊量:907次  |  2022年02月10日  

沒有鋰離子電池,我們的智能手機、平板電腦和筆記本電腦可能一文不值。


在鋰離子電池領域,日本靠著技術和產業上的先發優勢占據前列,我國、韓國發力追趕。2014年,我國的鋰離子電池產量超過了日本、韓國,至今仍躋身前列。


我國鋰離子電池產量位居世界首位!國外卻想擺脫依賴。十一月二十四日,歐盟委員會副主席MarosSefcovic表示,到2025年時,歐盟將可以生產足夠的電池,而無需再依賴進口電池芯。目前,我國的鋰離子電池產量約占全球總產量的80%,但是歐洲的產量將快速提升。


數十年來,研究人員、公司一直在嘗試制造經濟實惠、可充電、不易燃的鋰金屬電池,但都失敗了。


一家美國固態鋰金屬電池公司QuantumScape(以下稱為Q)于近日表示,其鋰金屬電池將很快應用到汽車和卡車上,但有一些觀察家仍持懷疑態度。

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充電溫度:0~45℃
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-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

在十二月八日的新聞通告中,Q終于供應了實驗室測試的技術結果:Q研制了一款半固態電池,大多數電池靠電解液來促進帶電原子在設備中移動,而這種電池使用的則是固態電解質。


Q電池的表現確實出類拔萃,在去年的一項測試中,美國汽車媒體MotorTrend發現,一輛電量為5%的Model3汽車,使用TSLA的V3超級充電器充到90%花了37分鐘。而Q電池不到15分鐘就能充到80%,并且在800次充電周期內可保持80%以上的容量,大致相當于行駛24萬英里。即使充電和放電非常頻繁,電池性能也幾乎沒有打折扣。


但幾大挑戰隨之而來。首先,鋰極不穩定。假如鋰接觸到支持離子移動的電解液等液體,可能會引發副反應,導致電池退化或起火。其次,鋰離子流動會形成所謂樹枝狀的針狀物,可能刺穿電池中間的分離器,導致電池短路。


Q的重要創新之一為開發出一種固態陶瓷電解質,該電解質也是分離器。這種電解質只有幾十微米厚,能抑制樹枝狀物的形成,同時鋰離子也能輕松來回通過。電池陰極側的電解液是某種形式的凝膠,所以Q電池不是完全固態電池。


Q認為,電池采用固態技術,將比目前的鋰離子電池更安全。鋰離子電池在極端情況下仍會偶爾起火。另一個重要進步是,Q電池沒有明顯區分出陽極。

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然而,還有一個問題懸而未決。Q是在單層電池上進行實驗室測試。而汽車電池要有幾十層電池一起工作。從試驗到商業化生產是儲能領域的重大挑戰,許多曾經很有前途的電池初創公司都沒有跨過這個坎,一敗涂地。


其他行業觀察家也表示,假如Q到目前為止只對單層電池進行嚴格測試,那么該公司能否通過規模化和安全測試,并在2025年之前將電池用于車輛依然存疑。


鋰離子電池是我們生活中的重要能源,許多公司也在研究更優秀的鋰離子電池,不管這次的固態鋰離子電池能否成功,鋰離子電池的發展也將繼續前進!


作為到2050年實現"氣候中立"計劃的一部分,歐洲想擺脫鋰離子電池靠進口的現狀,有著長遠的布局既環保考量——減少碳排放。在汽車領域,減少燃油車,推廣新能源汽車。


但歐洲想擺脫依賴,恐怕沒那么容易。生產鋰離子電池,核心的是控制最上游的鋰礦資源。而全球現查明的鋰礦資源總量約6200萬噸,重要分布在南美洲和澳大利亞,歐洲國家幾乎可忽略不計。我國、美國、日本、韓國等雖鋰礦資源都不算豐富,但都"起了個早"在海外布局。有數據顯示,我國已經掌握了全球一半的鋰礦資源。反觀歐洲,自有鋰礦資源少,布局就已經趕了個晚集。


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