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全固態電池的三大技術路線:氧化物/硫化物/聚合物

電子設計 ? 來源:電子設計 ? 作者:電子設計 ? 2020-12-25 19:30 ? 次閱讀

固態電池獲得突破的消息,激起市場千層浪。畢竟這是市場公認的下一代電池技術,固態電池技術的風吹草動,直接影響鋰電池的發展進程,相關企業不可能不重視。

從技術路線看,就如同三元電池、磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池等各種技術路線一樣,固態電池也分為三大技術路線。

固態電池的三大技術路線分別是:一種是聚合物,一種是硫化物,還一種是氧化物全固態電池。

每一種技術路線都有其優勢與劣勢。豐田選擇是的硫化物路線,Ilika公司選擇氧化物路線,法國公司博洛雷選擇聚合物路線。

豐田是最早進入全固態電池研究的公司。把硫系與氧化物做一個比較:化學性能方面,氧化物固態電池的穩定性更高,硫系是比較差的。其它的指標如導電率、界面阻抗等方面,區別并不大。

加工成本方面,硫系加工成本比較高,氧化物方面成本較低。但是從集成方面看,硫系則更容易一些,氧化物則比較弱。

從聚合物看,與硫系及氧化物相比,不占優勢。但是比如容易集成方面,還是有一些優勢的。聚合物固態電池的制造成本也是一個劣勢。法國博洛雷的固態電池實際上已配套了2000多輛汽車,但是熱管理方面無優勢。聚合物固態電池要保證電池的溫差,對電池的熱管理要求高,造成的負擔較重,需要花費較高的能量與成本,這增加了聚合物固態電池量產的難度。

市場認為硫系非常好,硫化物固態電池裝機后各項指標及示范效果都不錯。不過,豐田于2017、2018年的時候宣布三年后量產全固態電池,但實際上目前仍未量產。未量產的主要原因,或者說最大的問題,一方面是硫系的化學穩定性比較差,導致產線需要額外增加非常多的防護措施,設計方面也需要想到更多防護辦法,包括封裝。

另一方面是電池做好之后,操作過程中,這個電池在使用方面,是非常脆弱的。總的來說,硫系技術非常好,甚至在某種程度上超過氧化物,但是硫系全固態電池的商業化,最大的障礙是成本。

氧化物也有技術難點,但是氧化物全固態電池的技術難點一旦突破了之后,它在商用、大規模量產方面,成本競爭力就非常強。

當然,現在還無法判斷哪種技術路線最終能夠勝出。

審核編輯:符乾江
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