当下的锂电池存在诸多问题,其中最大的问题就是锂电池无法杜绝起火问题,为此业界都在鼓吹固态电池,认为固态电池的量产将解决电车所面临的续航、充电、起火等问题,然而随着业界对固态电池的技术日益深入,却发现真相与宣传可能不一样。
首先是固态电池的量产远比预期的难度大得多,日本丰田曾预计2027年量产装车,然而如今已将量产时间推迟到2030年,国内的电池行业对此也存在争议。
一些企业宣称2027年就能量产,另一些企业则认为量产时间与日本丰田一样得推迟到2030年,这是因为固态电池的技术尚未确定,产业链也未准备好。
当前固态电池包括了硫化物、氧化物、聚合物三大技术路线,他们各有优劣,不同的国家、不同的企业推进的技术路线各有不同,技术路线无法确定,产业链就无法大举投入,因为都清楚最先购买设备的将会导致投资巨大,而随着产业规模扩大,设备上规模后成本就会大降,因此都不愿冒险投入。
其次则是固态电池量产的技术难度远超预期,固态电池里的电解质和电极都是固体,如何确保这些物质之间做到亲密接触是一大技术难题,更重要的是汽车是在震动中使用,如何确保这些固体物质之间在长达10年的震动中仍然保持紧密接触是一大技术难题。
再次则是固态电池被认为不会起火燃烧,这主要是因为固态电池中的物质都是固态,不容易起火燃烧,然而实际上当前的固态电池技术路线之一正是氧化物路线,这是包括了氧化物的,同样容易起火,提供助燃剂。
另外两种路线的起火概率低,但是硫化物固态电池一旦与水和氧气接触就可能产生有毒气体,这就要求生产以及使用中需要确保它的密封性;聚合物路线则存在着能量密度不高,机械强度和电化学稳定性不足的问题,这对于汽车这种在复杂环境中使用的产品恰恰非常不利。
重要的是固态电池一旦热失控,后果会比锂电池更严重,业界都清楚一旦电池热失控,它的能量总要释放出来,当前的锂离子电池由于电极与电解质紧密接触,热失控的时候能量释放反而没那么强烈,而固态电池由于都是固体如果无法释放能量,最终的结果就是爆炸!
在固态电池存在诸多争议的时候,锂电池的技术也在提升,业界正在研发“耐烧”的液体电解质,通过在电解液中添加阻燃剂等方式可以大幅降低锂电池的可燃性,同时也在增强电池的隔膜,而隔膜破裂是导致锂电池容易起火的重要原因。
锂电池也在研究采用其他复合材料,通过材料的突破来延长锂电池的循环寿命,还能进一步提升锂电池的充电功率,从而缩短它与固态电池在快充技术方面的差距,增强它与固态电池的竞争力。
更重要的是锂电池技术如今已高度成熟,成本足够低,而固态电池的成本普遍认为即使真正量产,成本也将远高于锂电池,这对于当下电车价格已低至10万以下显然难以实现,普遍认为即使固态电池量产也只能用于20万以上的车型,而低价电车将继续使用锂电池,由此形成锂电池与固态电池并存的格局。