电池技术为何停滞不前?最有潜力的电池技术是什么
新能源汽车发展至今,其实很多技术都已经趋向于成熟或者是有着较好的发展趋势,但唯独电池技术长期停滞不前,仿佛是遇到了发展瓶颈,这对于新能源汽车的发展有着较大的制约性,而之所以电池技术得不到突破,主要还是因为现阶段人类还找不到比锂材料,更适合作为电池的原材料。
锂电池凭借着高能量密度和低物理密度,成为了目前储能领域的首选,但从本质上来看,锂电池还是通过化学反应,将化学能转变成电能,而化学反应所产生的能量转化又是存在着极限的,现阶段人类的对于锂电池技术的发展也几乎已经到达了极限。
如今各大车企以及电池厂商都只能通过不断增加电池容量的方式来提升续航,一年前,新能源汽车的电池容量可能普遍在50-60度,但现在80-100度的电池都已经比较常见了,不过实际的续航能力其实还是没有得到重大的突破。
现阶段不少专业人士都认为,想要在电池技术方面实现突破,肯定是不能局限于提升锂电池的容量或者是能量密度,而唯一可行的方法就是寻求另一种电池原材料,其实科学家和科研人员也都知道这一点,但目前确实是找不到任何一种比锂材料更好的电池原材料。
最有潜力的电池技术是什么?
目前最有潜力的电池技术是固态电池,由于科学界认为锂离子电池已经到达极限,所以固态电池近几年被视为可以取代锂离子电池的电池。
现在主流的三元锂电池和磷酸铁锂电池,其内部的电解质都是液态,所以属于是液态锂电池,而固态电池的内部则是由无机物或者是有机高分子固体作为电解质,内部是没有液体的,而之所以固态电池技术最有潜力,原因有以下几点:
1、能量密度高
电池使用了全固态电解质后,可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样的话可以有效减轻电池负极材料的用量,整个电池的能量密度也会得到明显提高,如今用作动力电池的三元锂电池,能量密度最高可达180Wh/kg,固态电池则有望达到360Wh/kg。
2、体积小
目前主流的锂电池,需要使用到隔膜和电解液,两者加起来分别占据了电池40%的体积和25%的质量,如果用固态电解质来取代电解液,正负极之间的距离就能够缩短至十几微米,这样的话电池的厚度就会降低,这也就意味着,同等大小的电池仓,选择固态电池的话,容量会更大,续航也就更长。
3、安全性更好
锂电池中的电解液由于是有机液体,在高温下容易发生化学反应,从而出现热失控,并且在大电流工作下,可能会出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致电池短路,而固态电池技术由于内部是固态电池质,所以安全性问题也就得到了解决。
虽然固态电池对比目前的锂电池拥有明显的优势,但是其缺点也很明显,其中最突出的就是制造成本,据了解,现在液态锂电池的成本大约为每千瓦时600-800元,而汽车用的固态电池成本则至少要比液态锂电池高出10倍以上,所以短时间内,固态电池还难以普及推广。
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