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锂硫固态电池测试成功三元锂电池将何去何从
固态电池材料成分
1、主要由薄膜负极,薄膜正极和固态电解质组成。
2、薄膜物质可以有多种选择材质。薄膜负极薄膜负极材料主要分为锂金属及金属化合物,氮化物和氧化物。金属锂是最具代表性的薄膜负极材料。
3、其理论比容量高达3600mAh/g,金属锂非常活泼,其熔点只有180℃,非常容易与水和氧发生反应,电池制造工艺中很多温度较高的焊接方式都不能直接应用在锂金属负极电芯的生产中。
4、固态电池的三大体系各有优势,其中聚合物电解质属于有机电解质,氧化物与硫化物属于无机陶瓷电解质。纵览全球固态电池企业,有初创公司,也不乏国际厂商,企业之间独踞山头信仰不同的电解质体系,未出现技术流动或融合的态势。
5、欧美企业偏好氧化物与聚合物体系,而日韩企业则更多致力于解决硫化物体系的产业化难题,其中以丰田、三星等巨头为代表。
关于固态电池发展对锂盐需求的影响
固态电池的改变主要在负极及电解液材料。负极材料在向石墨以外的材质发展,包括金属锂、碳族的碳基、硅基和锡基材料、氧化物类等。而正极采用复合电极,包括电极活性物质、固态电解质及导电剂。
其中,固态电解液一般用聚合物或无机电解质替代液态电解质。聚合物常用材料有聚环氧乙烷PEO、聚丙烯腈(C3H3N)n、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA。无机电解质主要包括硫化物、氧化物及玻璃陶瓷材料。硫化物的常用材料是LiS-P2S5类及硫化结晶锂超离子导体thio-LISICON类材料。氧化物的常用材料是锂磷氧氮LiPON和钠超离子导体NASICON。玻璃态电解质通常由P2S5、SiS2、B2S3等网络形成体以及网络改性体Li2S组成。
至于电极活性物质,基本沿用目前常见的正极材料,如钴酸锂、三元材料等。制作锂离子电池正极材料依然需要使用锂盐,因此对掌握优质锂矿资源且专注于高品质锂盐生产的$天齐锂业(SZ002466)$来说,固态电池技术的发展暂且不会造成太大影响。
再看远一点,目前各国对锂相关产业的巨额投资正如火如荼,这种趋势一旦形成便相当于确认了主流方向。有个类似的例子,效率更高的AOEUIDHTNS取代不了糟糕的QWERTYUIOP。更何况氢燃料电池存在产业链配套的问题,催化剂成本问题,以及需要更复杂的控制系统。个人认为燃料电池在一些细分领域会更具发展空间,比如需要热电联供的项目等,但对于国内的新能源汽车发展路径,大概率会在很长的一段时间里继续以锂元素作为驱动,这是元素周期表所决定的。即使金属锂电池,锂空气电池,甚至以硫化合物作为正极的锂硫电池出现技术突破,依然对高品质的锂矿和锂盐存在大量需求。假设未来金属锂的需求增加,由于对杂质的成分有严格要求,生产纯度为99.9%的电池级金属锂并不容易,届时拥有优质锂资源且战略正确的企业依然有望保持良好的竞争优势。 [想一下]
锂硫固态电池测试成功三元锂电池将何去何从
目前纯电动汽车主要搭载的电池为三元锂电池,部分车型使用的是磷酸铁锂电池。这两种电池同属于液态电池,所以在低温条件下内部的化学反应受到抑制,会影响续航表现,这点也深受消费者所诟病。为了缓解这种状况,目前很多车企开始着手研发固态电池。而根据相关媒体报道,英国锂硫电池技术企业OXISEnergy成功测试了一款能量密度为471Wh/kg的电池电芯样品。那么锂硫固态电池测试成功意味着什么呢?
正如上面所说的那样,为了缓解液态电池存在的“畏寒”现象,很多车企开始着手研发固态电池。固态电池采用固体电解质,工作温度范围更广,稳定性更高,而且能量密度要高于液态电池,可以提供更长的续航里程。不过固态电池生产成本同样较高,而且充电速度相对较慢。就生产成本这一项来看,如果使用现有技术制造足以为智能手机供电的固态电池,其成本会达到1.5万美元,而足以为汽车供电的固态电池成本更是高昂。
而英国公司测试锂硫固态电池是以硫元素作为正极,金属锂作为负极的一种锂电池,这种电池的材料理论比容量和电池理论比能量分别高达1675mAh/g和2600Wh/kg。同时,与其他固态电池相比,锂硫固态电池生产成本相对较低,能量密度高,所以该电池的测试成功可以为缓解固态电池生产成本高昂的问题提供新的研究方向,使固态电池的应用可能性大为增加。
当然,锂硫固态电池相比其他固态电池来说虽然生产成本较低,但是存在使用寿命较短的问题,所以固态电池要想真正的应用,仍然任重而道远。
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