“固态电池”居然不是真固态?是虚假宣传?还是真值得期待?
“固态电池”居然不是真固态?是虚假宣传?还是真值得期待?
最近,固态电池成为科技和汽车领域的热门话题。各大车企纷纷宣布高端车型将搭载固态电池,手机厂商也展示了搭载固态电池的旗舰产品。然而,这些所谓的"固态电池"其实只是"半固态"电池。那么,真正的全固态电池离我们还有多远?本文将为您详细解析液态电池、半固态电池和全固态电池的区别与现状。
传统"液态电池"
原理决定危险性
传统锂电池被称为"液态电池",主要由四大部件组成:正极、负极、隔膜和电解液。其中,隔膜的作用是隔离正极和负极,防止短路,通常采用塑料纤维膜。电解质则处于液体状态,类似于铅酸电池中的硫酸液体。
液态电池在安全性、低温性能和高温性能方面存在一些不足,这些问题主要源于液态电解质的特性。当电池遇到高温时,电解质会蒸发,严重时甚至会沸腾,导致电池内压力增大,最终可能引发爆裂事故。而在低温环境下,电解质可能会冻结,其中的盐类物质析出结晶,严重时会刺破隔膜,导致内部短路并引发起火。
"半固态电池"
依然有"四大件"构成
为了解决液态电池的安全隐患,人们提出了减少电解液用量的方案。基于这一思路,"半固态电池"应运而生。所谓"半固态",仍然是由四大部件组成,但液体电解质的用量大幅减少,并添加了其他物质,将电解质制成类似果冻的凝胶状物质。这种状态下的电解质流动性大大降低。
"果冻"状态的电解质在高温、低温和安全性方面相比传统电池有了显著提升。例如,在零下20度的环境下,电池容量几乎不会下降。即使使用钉子直接刺穿电芯,电芯也能做到不冒烟。此外,半固态电池的容量更大,在相同体积和重量下可以储存更多电力,从而延长电动汽车的续航里程。
目前,多家车企已将目光投向半固态电池技术,包括上汽智己、蔚来ET7以及东风岚图等品牌。然而,几乎所有使用半固态电池的车企在对外宣传时都倾向于简称为"固态电池",这种说法并不严谨,因为这类电池仍然没有完全摆脱液态电解质带来的固有问题。例如,在针刺测试中,虽然能承受1-2根针的刺穿,但面对更多针的刺穿时,效果可能就不那么理想了。
"全固态"电池才是未来方向
但还需要"等一等"
真正令人期待的是全固态电池技术,即使用纯固态(粉体)电解质完全替代液体电解质。由于不含任何液体成分,全固态电池自然不存在高温沸腾或低温结冰的问题。此外,这类电池仅由三大部件组成:正极、负极和固体电解质,不再需要隔膜,因此电池结构更加紧凑,能量密度更高。
然而,研发全固态电池的难度极高,目前全球范围内真正掌握这项技术的企业屈指可数。虽然已有几家国内外企业宣称掌握了全固态电池技术,但真正实现量产的只有台湾辉能一家。辉能已与梅赛德斯-奔驰建立战略合作伙伴关系,为其提供电芯样品进行测试。据辉能方面介绍,其生产的全固态电池安全性极高,不仅能够承受针刺测试,甚至用剪刀直接剪切电芯也无碍。
总结
固态电池技术的发展正在逐步改变能源存储领域。虽然目前市场上的"固态电池"大多为半固态电池,但全固态电池的商业化应用指日可待。随着技术的不断突破,我们有理由相信,未来的能源存储设备将更加安全、高效,为电动汽车、智能手机等设备提供更持久的续航能力。