1、三元鋰離子電池組:技術(shù)成熟,當(dāng)前占據(jù)市場(chǎng)主流

從產(chǎn)品成熟度角度來(lái)看,美國(guó)特斯拉Model系列車型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破,Model3即將規(guī)模化銷量,進(jìn)一步論證三元鋰動(dòng)力鋰電池的可行性。Model3采用全新21700電池,相比18650電池在外觀上變長(zhǎng)變粗,能量密度也提高了20%,單體電池容量可達(dá)3~4.8Ah,大幅提升35%。毫無(wú)疑問(wèn),當(dāng)前三元鋰離子電池組已然為主流產(chǎn)品。

2、固態(tài)鋰離子電池:技術(shù)潛力大,有望成為未來(lái)的主流產(chǎn)品

從技術(shù)潛力角度來(lái)看,三元鋰動(dòng)力鋰電池能量密度提升相對(duì)困難,全固態(tài)鋰離子電池能量密度提升,從理論上講更具可行性。一是全固態(tài)鋰離子電池電壓平臺(tái)提升,固態(tài)電解質(zhì)比有機(jī)電解液普遍具有更寬的電化學(xué)窗口,有利于進(jìn)一步提升電池的能量密度;二是固態(tài)電解質(zhì)能阻隔鋰枝晶生長(zhǎng),材料應(yīng)用體系范圍大幅提升,為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。三是全固態(tài)鋰離子電池當(dāng)前能量密度約400Wh/Kg,預(yù)估最大潛力值達(dá)900Wh/Kg,有超過(guò)100%的提升空間。固態(tài)鋰離子電池必將是未來(lái)的主流產(chǎn)品。

一般而言,三元鋰離子電池組液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆,在長(zhǎng)期使用過(guò)程中容易觸發(fā)熱失控,在充放電過(guò)程中鋰枝晶的生長(zhǎng)容易刺破隔膜,引起電池短路,造成安全隱患。但是全固態(tài)鋰離子電池則具有極高的安全性,其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,同時(shí)也克服了鋰枝晶現(xiàn)象,搭載全固態(tài)鋰離子電池的汽車的自燃概率會(huì)大大降低。

固態(tài)鋰離子電池的電解質(zhì)無(wú)需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問(wèn)題，可以簡(jiǎn)化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進(jìn)一步減輕電池模組的重量，達(dá)到節(jié)能的效果。此外，全新的正負(fù)極材料配套可以使得電化學(xué)窗口達(dá)到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達(dá)到500瓦時(shí)/千克。

三元鋰離子電池組和固態(tài)鋰離子電池哪個(gè)好？

目前主流電動(dòng)汽車普遍使用的三元鋰離子電池組，其實(shí)存在一定的缺陷，因?yàn)闊o(wú)論從化學(xué)結(jié)構(gòu)是電池結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。假如不能把壓力及時(shí)傳導(dǎo)出去，電池就有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，今年發(fā)生的數(shù)起電動(dòng)汽車自燃事件，也大半有此緣故。

綜合上述產(chǎn)品、技術(shù)、安全等方面的比較,全固態(tài)鋰離子電池在使用安全和技術(shù)潛力方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),但是三元鋰電在產(chǎn)品成熟度、市場(chǎng)滲透方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。綜合來(lái)看,當(dāng)前采用三元鋰離子電池組是純電動(dòng)汽車最為明智的選擇。但是,一旦全固態(tài)鋰離子電池解決金屬鋰穩(wěn)定性差等問(wèn)題后,將爆發(fā)強(qiáng)大的產(chǎn)品替代力,或?qū)㈩嵏矂?dòng)力鋰電池產(chǎn)業(yè)格局。

從目前來(lái)看，僅憑借三元鋰離子電池組的技術(shù)研發(fā)，這一目標(biāo)顯然已經(jīng)無(wú)法實(shí)現(xiàn)。而為了保證動(dòng)力鋰電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度給整個(gè)新能源汽車行業(yè)帶來(lái)了光明。因此，固態(tài)鋰離子電池被廣泛認(rèn)為是下一代動(dòng)力鋰電池正確的技術(shù)研發(fā)方向。

綜合來(lái)看，安全性高、能力密度潛力大的固態(tài)電池必然是下一代動(dòng)力鋰電池的研發(fā)方向，但目前確實(shí)還沒(méi)有量產(chǎn)產(chǎn)品能夠在各方面明顯勝過(guò)于傳統(tǒng)鋰離子電池。我們只能寄希望于固態(tài)電池技術(shù)早日成熟，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程再也不會(huì)成為通勤焦慮。