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【一周辣评】全固态/锂气/石墨烯电池频获突破 三星SDI究竟在打什么牌?

发布日期:2017-12-06 来源: 高工锂电网 查看次数: 110 作者:本站

核心提示:近期,新技术的出镜率明显上升了不止一个档次。固态电池、石墨烯电池、高电压电解液、富锂锰基材料、高电压尖晶石、镍锰酸锂等等眼花缭乱的高性能电池技术,在媒体的渲染下,很容易带来一种错觉:市场追逐的622体系已经不够看了。但事实上,媒体狂轰乱炸般抛出的新技术固然各有各的魅力,但在产业化的面前都还只是一个概念。对于电池技术的发展,应该有一个大致的脉络,才能在信息时代里不被乱花了眼。以下是笔者个人的理解,仅

  近期,新技术的出镜率明显上升了不止一个档次。

  固态电池、石墨烯电池、高电压电解液、富锂锰基材料、高电压尖晶石、镍锰酸锂等等眼花缭乱的高性能电池技术,在媒体的渲染下,很容易带来一种错觉:市场追逐的622体系已经不够看了。

  但事实上,媒体狂轰乱炸般抛出的新技术固然各有各的魅力,但在产业化的面前都还只是一个概念。对于电池技术的发展,应该有一个大致的脉络,才能在信息时代里不被乱花了眼。以下是笔者个人的理解,仅供参考。

  国家对动力电池的发展,有着明确的规划:2020年单体电芯能量密度达到300wh/kg,循环寿命为1500次;系统能量密度为250wh/kg,循环寿命为1000次。而这个规划下的电池体系也比较明朗:正极用高镍三元,负极用一定比例的硅碳材料、氧化硅等,再搭配高电压电解液。除此之外的电池技术,如果性能足够可观,那基本可以判定为2020年难以产业化。

  而在形形色色的新技术中,产业化进度也有一个大致的顺序。距离产业化最近的体系,就是上述的高镍三元体系;然后是固态电解质,固态电解质有多种技术路线,性能和进度也不尽相同,这里暂时不做赘述。在固态电解质的基础上,才有富锂锰基材料、高电压尖晶石、镍锰酸锂等高电压正极材料以及锂金属负极(包括锂硫电池)的广泛应用。

  而石墨烯电池,一定要弄明白石墨烯的用途,严格来说作为导电剂的话,根本不配叫石墨烯电池,而作为负极,在石墨烯(并非石墨微片)量产前都只是个概念。最后是锂空气电池,从性能上来说是遥遥领先,但从产业化角度来说,却是遥遥无期。

  值得一提的是,不管何种新技术,从应用层面来说,基本上都是先单体(手机数码等领域),再模组(储能、动力)。其中用于动力领域最为困难,要知道锂电池从数码到动力可是过了近20年。尽管现在产业化进步巨大,但一项革新型技术从单体到模组,3-5年已经是极速了。

  最后,笔者想强调的是,国内锂电池大规模应用的目标,是622三元体系,至于811电池,囿于一致性,即便已经量产,短期内也难以普及。至于其他看起来美好的新技术,还请不要想太多。

  下面就来看看本周锂电行业都有哪些新技术和大事件吧。

  三星宣布搞定石墨烯电池

  三星电子近日宣布,公司已开发出石墨烯电池技术,在提高电池容量的同时能够把充电速度提升到现有标准的5倍。三星先进技术研究院(SAIT)称,这种基于石墨烯材料的电池容量比目前市面上的电池高出45%。

  石墨烯是碳的一种形式,被视为应用于电池的完美材料,因为它的电子迁移率约为硅的140倍。三星称,配备“石墨烯球”(grapheneballs)的电池只需12分钟就可以完全充满。相比之下,现有电池需要一个小时才能完全充满。

  由于石墨烯电池能够在最高60摄氏度下保持稳定,新电池还有望用于电动汽车。三星先进技术研究院称,他们已把这一研究发布到了《自然通讯》(NatureCommunications)杂志上,并在韩国和美国申请了专利。

  点评:今年7月,三星就声称要量产固态电池,并在一两年内用于手机;前段时间又宣布锂气电池获得突破性进展;现在又轮到石墨烯。事实上,对于电池的前瞻技术,几乎所有的一流企业都有做技术储备(国内相对落后),但在产品出来之前就如此大张旗鼓的,除了科研单位还真就只有三星。可能去年的爆炸事件对三星来说,比我们想象的还要伤筋动骨,以至于时隔一年还需要这种“过犹不及”的手段舔舐伤口。

  日本研发新型电解液高温环境不易燃烧或爆炸

  日本研究人员最新研发出一种更加安全的锂离子电池电解液,即便遇到高温等环境也不易燃烧或爆炸。

  来自东京大学等机构的研究人员在新一期英国《自然·能源》杂志上发文介绍说,他们研发的是一种含有阻燃剂磷酸三甲酯的高浓度电解液。这种电解液不易燃烧,并可实现高稳定充放电1000多次或时长一年以上,使用寿命堪比甚至超过了传统的锂离子电池。

  研究小组指出,这种电解液可以使锂离子电池的工作电压从当前的3.7伏特提高到4.6伏特,将适用于电动汽车等高能量密度、高安全的储能电池要求,研究小组将和有关企业推进研究。

  点评:很多人都觉得正负极材料是目前锂电池突破的最大桎梏,但在笔者看来,电池是一个整体,正负极固然重要,它决定着一款电池的能量密度上限,而在现有电池体系下,最大的短板其实是电解液,尤其是高电压电解液。日本的该研究成果将工作电压从3.7V提升到4.6V,确实是一种质变,不过具体还要看接下来的研究进展,如果等固态电解质出来了,那这项研究恐怕就不值钱了。

  大众推新型48V轻混系统

  近日,大众集团公布新型48V轻度混动系统,由功率为148马力的1.5TSL涡轮增压汽油发动机搭配8kW的皮带驱动启动发电机(BISG),提供快速停止和启动的功能,可提高发动机的扭矩并补充存储在汽车48V锂离子电池中的能量。

  此外,“轻度混动plus”版还增加一台35马力的电动机以驱动前或后轴,提高发动机扭矩并在发动机熄火以节省燃料时通过再生制动恢复能量。受驱动的后轴传动装置可提高牵引力,并在较滑的路况下提高转角平衡度。与常规的1.5TSI发动机相比,轻度混动系统燃效提高7mpg。

  大众发言人还表示,公司也将使用生物燃料和合成燃料,以此来实现内燃机的环境平衡。另外,柴油机也将继续使用,肩负着打造洁净未来的责任。大众新计划中电气化是其战略的关键部分,包括前驱和四驱48V轻度混动技术。

  点评:事实上,自2011年奥迪、宝马、戴姆勒、保时捷、大众联合推出48V系统以来,48V就有成为传统燃油车“标配”的趋势。尽管48V系统的核心是高倍率锂电池,但其应用场景却是传统车。从汽车发展的角度来说这是一种利好,48V确实在性能提升和节油减排上提升巨大;但站在电动汽车爱好者的角度来看,心情恐怕不太美丽,传统车的再升级,意味着纯电动汽车的推广更为艰难。

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