电池之都共享:有了固态电池,再不用为电动车跑不远发愁

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电池之都共享:有了固态电池,再不用为电动车跑不远发愁

      电池之都共享:有了固态电池,再不用为电动车跑不远发愁

   真空吸尘器的发明者、英国戴森公司(Dyson)创始人詹姆斯·戴森将其首笔1500万美元的投资投向了固态电池公司Sakti3,后者是一家成立于2007年的电池创业公司。


  据戴森表明,Sakti3现在研宣布的固态电池将具有1100WH/L的能量密度。不只是戴森,在过去的几年里,这家名为Sakti3的公司还收到过来自通用等多家企业的投资。


  液态电池续航遇瓶颈

  从1991年索尼公司将含有液态电解质的锂离子电池带入电子设备的运用至今,液态锂电池现已成为现在最为老练、运用最广泛的技能道路之一,但在詹姆斯·戴森看来,“如今的电池技能现已遇到必定的瓶颈”。


  比如还没上市的AppleWatch就被吐槽。12.8万元的“土豪”价背面,被群众以为最应进步的电池续航并没有大幅突破,仅有18个小时。“这价格这续航,只能说买的便是情怀……”网友如是表明,“用买辆车的价格去买块表,醉了,并且每天都要充电哦。”


  其实,不只是可穿戴设备,包含智能家居,以及此前风行一时的新能源车新秀特斯拉(Tesla),都正因电池续航的瓶颈而遭受质疑。近两三年来,从硅谷走出来的车坛新秀Tesla可谓出尽风头。时髦大气的外形设计、科技感十足的内饰,而其不烧油、零排放的优势更被认作为未来轿车行业的出路之一。但短短一年多时刻,特斯拉现已从人人膜拜的神坛上走了下来。虽然其外形够拉风,环保概念也够时髦,但即使续航路程到达了无车能及的500KM,电池电量一旦耗尽,也还真是步履维艰。可是,Tesla创始人及CEO马斯克也很无辜,电池续航路程缺乏是业界都无法解决的首要难题,再说在所有的新能源车中,特斯拉在续航路程上现已是冠军了。


  或许,如今阻止电子工业开展的最重要的问题之一,不是产品本身技能,而是电池续航路程的进步。那么,为什么不能让液态锂电池的续航路程更长?


  国内某新能源出产企业的技能人员告知记者,电池续航路程的长短在很大程度上取决于电池储能能力即单位体积的能量密度。要进步电池的单位能量密度,一是进步作业电压,二是进步电极资料的能量密度。当作业电压只能在固定区域内,要进步电池能量密度,只能依靠对电极资料的能量密度进步。也便是说,锂电池的开展遵循“一代资料,一代电池”的规律。现有锂电池正极资料一般有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元资料等,而负极资料一般为石墨、硬/软碳、钛酸锂以及合金负极资料,这些资料的可发掘空间现已并不大。


  也便是说,要大幅进步锂电池的续航路程,除非在电极资料上能找到新的替代品。


  固态电池的立异可能

  不过,既然液态锂电池的能量密度暂未能取得大幅进步,那么,有其他更具优势的电池技能能够替代它吗?


  据彭博社报道称,群众轿车CEO马丁·文德恩(MartinWinterkorn)日前就在斯图加特举办的一个新闻发布会上表明,群众轿车计划在今年上半年作出决定,是否将美国草创企业QuantumScape正在开发的新电池技能用于群众的电动轿车上。


  假如选用上述固态电池技能,群众电动轿车的续航路程将到达700公里,超越特斯拉ModelS以及现有的所有新能源轿车。或许正因如此,早在2014年12月,群众轿车公司收购了上述QuantumScape公司约5%的股权。


  其实,不只是群众。早在2010年,丰田就曾推出过续航路程可超越1000KM的固态电池。而包含QuantumScape以及Sakti3所做的努力也都是在试图用固态电池来替代传统的液态锂电池。


  传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”,摇椅的两头为电池的正负两极,中间为电解质(液态)。而锂离子就像优秀的运动员,在摇椅的两头来回奔驰,在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中,电池的充放电过程便完成了。固态电池的原理与之相同,只不过其电解质为固态,具有的密度以及结构能够让更多带电离子集合在一端,传导更大的电流,从而进步电池容量。因而,同样的电量,固态电池体积将变得更小。不只如此,固态电池中由于没有电解液,封存将会变得更加容易,在轿车等大型设备上运用时,也不需要再额外添加冷却管、电子控件等,不只节约了本钱,还能有用减轻分量。


  据其官方称,Sakti3已制作出能量密度达1100瓦时/升的电池,这一能量密度几乎是现在锂离子电池的2倍。美国佛罗里达大学的电池专家、资料科学教授凯文·琼斯(KevinJones)以为:假如电池蓄电量能像Sakti3提出的那样多,那么电动轿车的购买和运用本钱就有可能与一般轿车相同。


  并且固态电池还有另一项优势——在事故中损坏时不易爆破或起火。要知道的是,在此之前,在新能源轿车范畴与特斯拉同样享有盛名的菲斯科,后来之所以会破产并渐渐隐姓埋名,在很大程度上便是由于其频频出现的电池起火事情以及其他毛病。


  此前,台湾辉能科技公司(ProLogium)就曾推出一款选用软性电路板为基材的固态电池,其厚度能够到达惊人的2mm,相当于一小片口香糖的厚度,能够随意折叠弯曲,展开弄平整再进行运用。这么一块看似不起眼的电池,其容量能够到达1000毫安,而一个iPhone般巨细的充电宝,其容量也就在5000毫安左右。


  假如固态电池能够得到商业化运用,群众能够造出在续航上超越特斯拉的电动车,可穿戴电子设备也能够脱节电池技能的束缚,其外观和形状都能够起到惊人的改变。


  商业化路途漫漫


  加拿大Avestor公司也曾尝试过研发固态锂电池,终究2006年正式申请破产。Avestor公司运用一种高分子聚合物分离器,替代电池中的液体电解质,但一直没有解决安全问题,在北美地区发生过几起电池燃烧或许爆破事情。


  Sakti3公司的联合创始人兼CEOAnnMarieSastry对外表明,Sakti3公司的固态电池选用薄膜堆积技能进行出产,这一技能也常用于平板显示器和光伏太阳能电池的出产,“将电池劈成两半或许把电池放在高温环境里,但电池仍能持续作业”,在她看来,Sakti3出产的固态电池在安全上现已完全能够放心。


  “开发新技能不会是一个无阻止的途径。我需要一个水晶球才能猜测在开发过程中遇到的所有应战。英国人有句话叫‘stickyourneckontheline’,便是硬着头皮去尝试一些新的和不同的东西。假如成功就太好了,但假如失利,你现已在过程中学习,能够再持续直到成功。”詹姆斯·戴森如此对记者评说他在这次投资中可能会遇到的危险。


  此前,丰田曾经表明,希望到2020年,能在新能源车上运用固态电池技能。但丰田并没有将这一技能作为未来新能源的唯一出路,就在此前不久,它对外发布了首款量产的氢燃料电池轿车。


  “固态电池可能是未来电池技能的开展方向之一,但或许不是最好的。”上述新能源出产企业的技能人员告知记者,“包含燃料电池、超级电容器、铝空气电池、镁电池在理念上都有较大的开展空间,而终究,要看哪种道路开展更快、更接地气。”所谓接地气,便是在商业化的规划和本钱方面都能到达完美的平衡点。首先,运用的资料必须不能是高本钱且稀有的。其次,要在各个行业和范畴都有完成大规划运用的可能。


  或许,现在最具考验的当地在于价格。据记者了解,液态锂电池的本钱大约在200~300美元/千瓦时,假如运用现有技能制作足以为智能手机供电的固态电池,其本钱会到达1.5万美元,而足以为轿车供电的固态电池本钱更是到达令人咋舌的9000万美元。


  Sastry表明,固态电池出产本钱居高不下的一个重要原因在于出产效率低下。按照Sastry的规划,Sakti3终究将会把电池的本钱下降至100美元/千瓦时,不过,她并没有给出终究的时刻。


  从理论的提出时刻来看,固态电池并不是一个新的概念,但多年来,研发上的发展并没有想象那么快速。韩国三星的一位技能人员以为,即使Sakti3终究能做到本钱上的下降,电池从实验室到终究的量产也需要不短的时刻。正如液态锂电池,在上世纪70年代,相关的理念和实验认证就在齐头并进地推进,但真正大规划的运用,现已是20世纪末了。


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