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【一周辣评】石墨烯/三元/固态电池 菲斯克是否在扮演“狼来了”?

发布日期:2017-11-22 来源: 高工锂电网 查看次数: 162 作者:本站

核心提示:在正在进行的广州会议中,超30款新能源车型登上舞台。回想几年前的车展,电动车更多的是作为一种概念出现在消费者视野中,那时候看电动车就像动物园看猴子,以新奇的感情色彩居多。而随着锂电池的发展,电动车已经从无到有的成为消费者心中一个“得分不高”的选项。在本次车展的第一天,特斯拉在美国凑了个热闹,并发布了在新领域的产品——电动卡车,续航超过了800km,尽

  在正在进行的广州会议中,超30款新能源车型登上舞台。

  回想几年前的车展,电动车更多的是作为一种概念出现在消费者视野中,那时候看电动车就像动物园看猴子,以新奇的感情色彩居多。而随着锂电池的发展,电动车已经从无到有的成为消费者心中一个“得分不高”的选项。

  在本次车展的第一天,特斯拉在美国凑了个热闹,并发布了在新领域的产品——电动卡车,续航超过了800km,尽管特斯拉并没有公布其动力电池的相关信息,但不难想象其中必然涉及不少电池技术的黑科技,而在现阶段,动力电池正是新能源汽车的第一竞争力。

  事实上,车企拉开动力电池竞赛的序幕已经很久了。在国内,几乎所有的主流车企都与宁德时代展开深度合作,长安、东风更是直接入股,而上汽则直接与宁德时代新建合资公司;在国外,大众、宝马都纷纷建立电池工厂,而丰田则早已在号称下一代电池技术的固态电池上研究了20多年。

  此外,在本次车展中,还出现了上汽大通FCV80、现代FEFuelCell等燃料电池新车型,对于今年大红大紫的燃料电池,笔者其实是持保留态度。不可否认的是,燃料电池对于锂电池来说是更高层级的能源供应体系,但现阶段依然有着制氢、加氢、储氢等问题,且短期内很难解决。

  在笔者看来,研发燃料电池的意义更多的是一种技术储备,而新能源市场的主流车型还将被锂电池霸占很长一段时间。不过话说回来,目前市面上的锂电池依然远远不能达到消费者的预期,还需要材料到电芯到BMS再到电池系统设计等整个供应链体系的共同进步,来进一步提升。

  下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件。

  充电1min行驶800km 菲斯克固态电池2023年量产

  据外媒报道,菲斯克(Fisker)的科研人员们于本周递交了文件,旨在为其柔性超高能量密度固态电池申请技术专利,但要求不得对外发布(underanon-publicationrequest)。该项专利涉及全新材料及制造工艺,对于实现所需的能量密度、电源及成本目标,新材料及工艺将发挥至关重要的作用并助推电动车的推广及应用。

  菲斯克宣称,他们的固态电池采用了三维电极,正在开发的固态电池的能量密度是现有电池的2.5倍,续航里程可达500英里;而充电时间,最快可在1分钟之内完成,比在加油站的加油速度还快。此外,与传统的锂离子电池低,固态电池的成本也要低一些,预计2020年其价格将为常规锂离子电池的三分之一,并在2023年量产。此外,爆炸的风险也特别低。

  点评:出于逆反心理,笔者以前非常期望这个特斯拉的“一生之敌”能搞点事情。但菲斯克二次创业后却只是雷声大,雨点小。先是以石墨烯电池为噱头出了名,又因石墨烯电池开发不达预期,切换成LG的软包三元电池,并声称性能参数不会受到影响,如今又递交固态电池专利,预计2023年量产。但在笔者看来颇有些“狼来了”的味道,至少在固态电池这个领域,笔者更看好丰田。

  表面嫁接方法提升锂金属电池性能

  近期,美国宾夕法尼亚州立大学王东海教授团队报道了一种新的皮肤移植策略,通过用聚((N-2,2-二甲基-1,3-二氧戊环-4-甲基)-5-降冰片烯-2,3-二甲酰亚胺),一种集化学和电化学活性于一体的聚合物层,涂覆在Li金属表面来稳定Li金属-电解质接触界面。

  该聚合物涂层由环醚基组成,用作Li金属负极上的接枝聚合物表面,不仅将醚基SEI中,而且还可以在皮肤下以树枝状/无青苔的方式进行Li沉积/溶解。因此,当与LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2正极组装成全电池时,在碳酸盐电解质中容量为1.2mAh/cm^2,循环400次后的容量保持率高达90.0%。并且通过电化学性能的相关测试,具有接枝涂层的Li金属负极300小时后具有稳定的沉积电位(〜30mV),与裸锂金属形成鲜明对比。

  将具有聚合物涂层的Li沉积在Cu箔上,显示优异的循环稳定性,在1.0mAh/cm^2的容量和0.5mA/cm^2电流密度的条件下,200次循环后的平均库仑效率为98.3%。

  点评:包覆策略一直都是正负极材料改性的最佳手段,也是无数实验室前赴后继奔赴的战场。但让笔者感到揪心的是,实验室“琳琅满目”的研究成果多是中看不中用,而物超所值的企业研究却往往涉及核心机密,难以窥得全貌。因此关于新一代锂电技术的商业化究竟到了何种程度,只能根据企业对外的宣称做猜测,算是一件颇为遗憾的事情。

  纳米钻石提高锂电池安全性

  研究人员在锂电池电解质中加入了纳米级的钻石,他们发现电池内部生成的沉积物是平滑的层状而并非“树突”,这个新发现有望在使用纯锂金属作为电极时抑制“树突”的发生,从而让锂电池都能发挥更好的安全性和高效性。

  据了解,纳米级钻石是极微小的钻石颗粒,尺寸不及头发丝直径的万分之一,而它们的制造成本也很低廉,并具有非常规则的结构,容易自然排列成为平滑的表面。研究人员在试验中使用了添加纳米级钻石的锂电池做了200小时的充放电循环试验,试验结果显示该技术在一些工业应用应该是足够的,遗憾的是要用在智能手机或者笔记本电脑中,还需要进一步验证性能。

  点评:说纳米级钻石能增加锂电池安全性,笔者一点都不怀疑,毕竟是增加单一性能,能做到的材料多了去了,但是说钻石廉价,制造工艺简单,效果还那么突出,笔者心里是有一个大大问号的。在笔者眼中,锂金属负极是比固态电池还要遥远的电池技术,现阶段所谓的解决,更多的只是个噱头。

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