汽车行业出现了一个令人震惊的消息。丰田汽车集团召开了有关固态电池的说明会,详细的介绍了其集团对固态电池的研究进度,并且预计在两年后能实现量产,四年后能实现固态电池汽车落地。
如果固态电车的研发进度能够如期落实,那么近年来最具有关注度的革命性的巨变将出现在电动汽车行业。
许多人在得知这个消息后,纷纷表示,一旦固态电池量产,那么现在的锂电电动车全都是破烂。
可是,固态电动车真的有无可比拟的优势吗?网友的言论又是否言过其实呢?
一、固态电池是什么?
固态电池是一种新兴的电池技术,其与我们日常使用的锂电池有很大区别。
锂电池的结构基本为正负两极和液态电解质。锂电池在充电和放电的时候,其金属离子就在液态电解质中来回穿梭,产生化学反应来完成此过程
然而,化学反应容易受温度、浓度、压强等各种因素的影响。因此,锂电池的稳定性较差,容易被外界影响。
打个比方,我们的手机冬天被冻的关机、充不进去电,以及电动车夏季充电易发生爆炸。
都是外界因素影响锂电池液态电解质,导致化学反应不可控而出现的问题。
与此同时,我国乃至全世界的锂电池技术不断进步,几乎已经达到了极致。
目前已经没有办法来让锂电池发展的更好,为解决锂电池的弊端,大家把目光投向了固态电池
固态电池顾名思义,它采用的是固体的电极和电解质。
正因为其不使用液态电解质,因此该电池性质稳定且容易封存。
能够更广泛的选择正负极材料,装到车上也不需要额外的冷却管之类的零件,能够大大降低汽车的生产成本。
另外,现在汽车有的一些弊端,固态电池汽车不会有。比如,易燃易爆,对高压和温度敏感等,固态电池将会解决这些问题。
鉴于固态电池高能量密度和低功率密度的特点,导致固态电池的成本低廉的同时,储电量也是锂电池的两倍之多。
大致了解了固态电池与锂电池的不同,那么固态电池具体好在哪呢?
二、固态电池的优势是什么?
固态电池完善了锂电池不具备的优点,因此能够有效的实现人们对新能源汽车安全环保的愿景。
首先,固态电池比锂电池还要便捷小巧。锂电池中的石墨会被固态电池中的锂金属取代,能够让电池体积变轻。
与此同时,取消了液态电池的配套零部件,又节省出来了一部分空间,让固态电池能够像砖头一样堆叠起来,大大降低它安装在车内所以要求的空间条件。
其次,基于上述条件,固态电池能够储存更多的能量,进而让固态电池汽车能够行驶的里程数大大提升。
并且由于其能够在十分钟左右充满电的优势,使其能提供更多的里程数,这些优点是锂电池远远达不到的。
第三,固态电池的原材料中,删除钴和石墨的占比,降低铜和铝的使用率,相比于锂电池,其原材料的使用量大大减少。
此外,根据国产电动汽车蔚来来看,其在2021年发布了一款固态电池车,并称该车的续航里程数约为一千公里。
这个里程数是其他锂电池汽车难以达到的数量。该固态电池汽车除了续航里程长,其电池充电的循环次数也多。
什么是循环充电次数呢?它与我们平常认知的充电次数不是一回事。
充电次数是每次我们主动充电的次数,而循环充电次数,是电池每次累计用完全部的电量,再充满,才算是一个完整的循环。
举个例子,如果一个车主习惯于汽车电量在33%时充电,那么进行三次充电,充到100%,基本上是完成了两次的充电循环。
根据实验室的结果表明,固态电池汽车基本上可以达到完成一千次充电循环后,仍然保持电池容量95%。
虽然通常上实验室的数据会比人们日产生活中的数据优秀,但大多数车主对电池容量95%持满意态度。
总而言之,固态电池基本和油箱一样。除非固态电池遭到外力破坏,需要更换,否则, 汽车从始至终都只需要这一块原始的固态电池。
最后,锂电池的劣势,也可以算是固态电池的优势。对于电动汽车的生产商来说,电池技术是该行业的核心技术。
随着锂电池原材料中各种元素价格的上涨,导致锂电池的价格也不断攀升。
更糟糕的是,锂的供应也不容乐观,如果想要继续开发和供应锂元素。对该元素的开发需要至少十年的时间,那十年内锂电池该何去何从呢?
锂电池的缺点不仅表现在原材料和成本方面,其安全性也有待商榷。众所周知,锂电池易燃易爆炸,贬值严重,回收难,最重要的是其自重。
它本身的自重,加重了汽车的重量,导致汽车需要更多的动力去行驶与油车相同的里程数,这一点,在冬天体现的尤为明显。这也是冬天电动汽车掉电快的原因。
在其技术已经发展的极致的今天,锂电池和锂电池车的价格也有了一个明确的底线。厂商想要进一步提高售价进而获取更多的利润是难上加难。
三、固态电池面临什么困难?
既然固态电池汽车有着显而易见的优点,那么为什么之前不发展固态电池呢?
这就跟石墨烯一样,是因为生产条件和技术的局限,使得固态电池的发展道路十分坎坷。
说起来有趣的是,固态电池现在难以攻克的技术难点,竟然是现在锂电池的优点,比如电解质液体。
至今,研究员们还没有找到比电解质液更好的办法去链接电池的正负两极。故而目前固态电池难以发展。
除开电解质液的限制,固态电池现在难以实现量产。
尽管国内外现在已经拥有成熟的固态电池,但是一旦投入电动汽车行业内使用,其所需要的数量至少是目前实验室内拥有数量的二十倍。
这就意味着,工厂要以每块电池至少十万美元为标准,至少投入二百万美元。
在锂电池汽车占据电动汽车头部行业的今天,谁又敢投入那么多的钱去量产固态汽车呢?
就算是能够投入生产,生产车间能够做出和实验室同样标准的固态电池吗?这种固态电池能够在汽车行业内实现商用吗?固态电池汽车的性能是否优秀?
这一切的问题,都告诉我们现阶段固态电池应用于汽车的技术并不成熟 ,至少是还有很大短板的。
接着上面的问题来说,锂电池车今天已经占据新能源车的绝大部分市场,姗姗来迟的固态电池车怎样从竞争激烈的市场中分的一杯羹呢?
虽然其自带续航里程长的优势,但该优势未必能为其开拓出一片蓝海。
固态电池还是要去跟锂电池车竞争,就此点来说,固态电池汽车已经失去了抢占先机的机会。
四、固态电池在全球如何发展?
如今,国内外固态电池汽车的发展如火如荼,各大厂商都想先跃入这片蓝海。
美国企业与其他国家企业不同,积极研发固态电池的企业就是电池企业。
他们主打高精尖发展,待研究出成熟的固态电池后,再寻找合适的汽车生产商,将其投入使用。
最为著名的韩国三星企业,采用了向全世界投资的方式,来跟踪了解固态电池的技术。在综合全世界的技术后,其再与其他企业、高校联合生产。
在日本,丰田汽车是发展固态电池汽车的重要力量。并且丰田汽车积极联合其他企业,将固态电池技术转向产业化生产,投入汽车生产使用。
随着丰田固态电池技术的蒸蒸日上,日本的其他企业,比如三菱、本田等也都积极投入研发,争取早日分得该行业的大蛋糕。
总体来说,发展更好的国家是日本,相关从业者表明,日本的固态电池技术至少要领先我们五年。
故而我国应该积极投入研发,攻克技术难点,抢占先机,摆脱技术上受人限制的局面。
号召社会各界合力,从政策、技术以及产业化等方面一起推进,扩大在全球的影响力。
与此同时不要局限在纯固态电池的研究上,也可以将目光投向半固态电池。
虽然固态电池未来将成为主流,鉴于技术难以攻克的困难,可以先用半固态电池抢占市场,进而获得利润,用于研发固态电池。双管齐下也不失为一种好的策略。
结语
虽然现在固态电池技术不成熟,技术难点难以攻克,更加难以实现量产。
但科学研究的事情切不可操之过急,需要所有人齐心协力,一同攻克这个难题。
暂时落后的技术并不是问题,只要我们坚持不懈的研究就可以成功。
另外,固态电池的价格现在的确十分昂贵,但这些都是因为技术限制,生产量小,也就是俗话说的物以稀为贵。
随着技术的发展,固态电池投入量产,其价格自然而然也会降下来。这个技术发展的时间约为15年左右,所以不必担心锂电池汽车快速贬值。
不同的电池有不同的优势,固态电池一出,其余电车都是破烂的说法确实过于绝对了。
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