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日本開發(fā)出全固態(tài)空氣蓄電池!清華教授:技術(shù)在商業(yè)化的前夜 2023-05-25 17:54:16  來源:每日經(jīng)濟(jì)新聞

據(jù)新華社5月25日?qǐng)?bào)道,日本山梨大學(xué)和早稻田大學(xué)合作的研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)出以質(zhì)子交換膜為電解質(zhì),以具有氧化還原活性的有機(jī)物為負(fù)極的全固態(tài)空氣蓄電池。這種電池可反復(fù)充放電,輕便且安全性好,在彎折狀態(tài)下也能使用,有望應(yīng)用于便攜電子設(shè)備。

相關(guān)論文已發(fā)表在德國(guó)學(xué)術(shù)刊物《應(yīng)用化學(xué)國(guó)際版》上。

公報(bào)說,相比于目前常見的空氣電池,這種新型全固態(tài)空氣蓄電池安全性更高,并且使用材料不含水分,不會(huì)因水分導(dǎo)致電極性能下降。今后通過提高材料性能,改善耐久性等,這種電池有望用作手機(jī)等便攜電子設(shè)備等的電源。


【資料圖】

清華教授:技術(shù)在商業(yè)化的前夜,中國(guó)新能源車企、電池企業(yè)要重視!

據(jù)澎湃新聞此前報(bào)道,在4月16日下午舉辦的第二屆世界動(dòng)力電池大會(huì)云上宜賓高端論壇中,中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高表示。

“全固態(tài)電池技術(shù)雖然現(xiàn)目前仍然面臨著很多挑戰(zhàn),但仍然是我們值得去追求的目標(biāo)。這個(gè)目標(biāo)不是短期的,可以看作是面向2030年,值得創(chuàng)新的目標(biāo)。”

在論壇中,歐陽(yáng)明高也告誡中國(guó)新能源車企和電池企業(yè),要對(duì)這一技術(shù)路線高度重視。

圖片來源:視頻截圖

歐陽(yáng)明高表示,“現(xiàn)在全球已經(jīng)有無數(shù)人投入到了這場(chǎng)創(chuàng)新運(yùn)動(dòng),隨著ChatGPT技術(shù)的出現(xiàn),對(duì)新材料的探索效率極大提高,開發(fā)的周期能夠縮短,通過全球的努力,全固態(tài)電池能夠取得成功。

“我們發(fā)現(xiàn),在全球頂刊上發(fā)表的與固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)的論文正在指數(shù)般地增長(zhǎng),可以說技術(shù)是在商業(yè)化的前夜?!?/strong>歐陽(yáng)明高說。

據(jù)了解,目前在全球范圍內(nèi),日本企業(yè)在全固態(tài)電池上面投入得最多。擁有固態(tài)電池技術(shù)專利最多的豐田汽車,計(jì)劃2025年前實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池小規(guī)模量產(chǎn),2030年前全固態(tài)電池要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定量產(chǎn)。

千億級(jí)市場(chǎng)!車企競(jìng)相布局固態(tài)電池

據(jù)上證報(bào),今年4月26日,本田針對(duì)電動(dòng)化等企業(yè)改革舉措舉辦新聞發(fā)布會(huì),據(jù)介紹,除繼續(xù)推進(jìn)液態(tài)鋰離子電池的發(fā)展進(jìn)化外,本田還將開發(fā)和推出半固態(tài)和全固態(tài)電池等新一代電池,計(jì)劃在2024年啟用全固態(tài)電池的示范生產(chǎn)線。

就在不久前,德國(guó)寶馬集團(tuán)宣布,將打造全固態(tài)電池中試生產(chǎn)線,2025年推出首輛原型車;

蔚來也表示,搭載150kWh半固態(tài)電池的車型將于今年上半年推出。

華泰證券認(rèn)為,在更高的安全性和能量密度要求下,固態(tài)電池應(yīng)運(yùn)而生。固態(tài)電解質(zhì)的引入可以大幅提升電池安全性能,同時(shí)匹配高能量密度正負(fù)極可以提升電池能量密度。固液混合電池電解質(zhì)路線已形成初步共識(shí),短期內(nèi)以固液混合電池為主要路線,未來逐步向全固態(tài)演進(jìn)。預(yù)計(jì)2030年,全球固態(tài)電池市場(chǎng)空間將超3000億元。產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)來看,主要變化在于電解質(zhì)、負(fù)極,關(guān)注材料端及工藝端變化帶來的增量需求。

在市場(chǎng)規(guī)模方面,觀研天下測(cè)算,中國(guó)固態(tài)電池規(guī)模有望在2025年達(dá)到29億元,2030年突破200億元,預(yù)計(jì)2022年至2030年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)55.01%。在出貨量方面,國(guó)內(nèi)出貨量有望在2025年達(dá)24GWh,2030年突破250GWh,2022年至2030年復(fù)合增長(zhǎng)率高達(dá)74.66%。

什么是固態(tài)電池?與鋰離子電池相比有什么優(yōu)點(diǎn)?

所謂固態(tài)電池,就是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。

固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。

由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限,固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì),取代以往鋰電池的電解液,大大提升鋰電池的能量密度。

固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰離子電池最大的不同在于電解質(zhì)。固態(tài)電池是使用固體電解質(zhì),替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。而傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正負(fù)極材料、電解液和隔膜組成。正負(fù)極材料決定了電池的容量,電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。這個(gè)就是本質(zhì)的區(qū)別。

固態(tài)電池可兼顧高安全性、高比容量,遠(yuǎn)期可實(shí)現(xiàn)較液態(tài)電池更低制造成本。固態(tài)電池可兼顧高安全性和高比容量電極材料,是實(shí)現(xiàn)更高能量密度的必要路徑,同時(shí)由于更高的理論模組空間利用率、更簡(jiǎn)化的電池組裝工序,其具備較液態(tài)電池更低的理論成本。

從安全性看,固態(tài)電解質(zhì)材料熱穩(wěn)定性好、不易燃燒且固態(tài)電池?zé)o電解液泄露風(fēng)險(xiǎn),具有更好的安全性。

從能量密度看,固態(tài)電池與鋰金屬負(fù)極兼容性好,模組空間利用率高、配組靈活,有望進(jìn)一步提升能量密度。

(文章來源:每日經(jīng)濟(jì)新聞)

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