技术引领电池新材料市场 固态电池崭露头角
电池技术经过了长达一百五十多年的发展。最初使用的是铅酸电池,这种体积相对较大的电池至今仍在汽车上被广泛使用,之后便是镍镉电池,这种充电电池开启了便携电池技术的新时代,再后来有了镍氢电池,它的容量扩大了一倍。现代化的电子设备和电动汽车大都采用了锂电池。
技术进步需要基础研究指引道路,同时也需要化学工业在产业化方面提供强有力的支撑。电池材料的发展趋势是运用改性手段不断提升材料性能,并着手开发新的材料体系。改性手段目前主要为纳米化与元素掺杂,新的材料体系则包括富锂材料、硅酸盐材料、合金负极、过渡金属氧化物负极、硅负极等。
固态电解质具有的密度和结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,提升电池容量。勒克斯公司此前发布的报告指出,2020年固态电池技术研发有望取得突破性进展,在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂离子电池技术。
据悉,如果以现有技术制造足以为电动汽车供电的固态电池,投入研发成本将会高达9000万美元。固态电池生产成本居高不下的重要原因在于电池生产效率低下。
近年来,全球不少相关企业都努力在电池的化学成分以及能量密度上寻求突破。博世公司日前宣布,计划在2020年之前发售一款新型电动汽车固态电池,能使电动汽车的续航里程增加一倍,同时成本减半。
相同电量下,固态电池的体积将会更小。因固态电池没有液态电解质,封存将会更加容易,使用时不需要额外增加冷却装置和电子控件等,能有效减轻重量。固态电池还有另一项优势,在事故中损坏时不易发生爆炸或者起火。
专家指出,固态电池虽是未来电动汽车电池技术的发展方向之一,但并不是唯一。燃料电池、超级电容器、铝空气电池等都有较大的发展空间,最终要看哪种电池能在商业化的规模和成本上达到完美的平衡点。