中国是全球新能源汽车数量最多的国家,但随之出现的问题有两点:
1.液态电池续航短。
2.液态电池容易起火爆炸。
那么有没有什么电池,续航里程超过1000公里的同时,还拥有很强的安全性呢?以前没有,现在马上就有了,那就是最近技术刚突破的固态电池。
液态电池为什么容易起火爆炸?
当锂电池温度超过70℃时,负极表面SEI膜逐渐受热分解,释放的物质会进一步和碳酸酯类电解液继续发生反应,导致电池温度突破130℃。
以上这些反应,还只是“导火索”,当电池温度超过150℃时,高镍三元正极开始分解,释放出氧气和过渡金属氧化物,接着内部形容大量爆炸性混合气体。
此时,液态电池的膈膜早已收缩,失去隔离作用,电池正负极直接接触后短路,温度甚至能飙升到800℃以上,电解液被不断分解,并且部分产物和水反应后会释放热量,当内部压力超过极限后,就会形成爆炸。
固态电池为什么安全?
液态电池中的易燃有机电解液,占比高达20%~30%,本身就很危险,但固态电池的电解质属于不可燃,分解温度也要超过200℃才行。
所以,从原材料来看,固态电池的安全性要远超液态电池。
另一方面,即便温度升高,固态电池的电解质和电极反应后,生成物的化学稳定性更高,即便内部发生短路,在没有电解液的情况下,安全性也得到了大幅度保障。
固态电池的缺点在于“续航低”
困扰固态电池的,从来不是安全,而是续航,问题还是在于电解质。
液态电解液的离子电导率可达10mS/cm,固态卤化物电解质是1.5mS/cm,硫化物电解质可能高点,但跟液态电池的电解液比起来,还是差很多,固态电池的能量损失基本在50%以上。
液态电池的电解液能完美填充电极之间的孔隙,但固态电池的电解质却不行,这就好比一个盆里都是自来水,另一个盆里放满了砂砾,内部有很多孔隙。
中国科学家攻克固态电池关键难题
为了解决固态电池续航低的难题,中国科学院物理研究所联合多家科研团队,研发出了全新“胶水”,在加入碘离子后,它能主动将电极和电解质之间的孔隙填满,完美解决了固态电池和液态电池电解液的传输效率差异。
另外两大突破是,为了防止固态电池变形,专家给固态电池的电解质打造了一套由聚合材料制作而成的“骨架”,即便弯折2万次都能保持完好无损,并且还加入了部分特殊化学物质,能提高86%的储电能力。
简而言之,中国科学家在固态电池领域的突破,属于完全敲开了“固态电池”走向市场普及化的大门。
据测试,全新固态电池的续航可以突破1000公里,在远超当下液态电池的情况下,还具备超强的安全性能,是新能源汽车的优质电池。
现在的情况下,实验室已经研究出来了,但距离商业化还有一些细节要处理,据业内人士预估,大概2~3年后,固态电池应该会普及,也就是2027~2028年,如果大家有购买新能源车的想法,不妨先等等。