三元锂电池|全固态电池的量产离我们还有多远

如今电动汽车上所使用的大多是三元锂电池或磷酸铁锂电池，其中三元锂电池能量密度相对较高，且有更好的性能。
不过，三元锂电池也遇到了性能瓶颈，即便是特斯拉这样的头部电动车企，其车上所搭载的三元锂电池也仅有260 Wh/kg的能量密度。就算行业中能超过300 Wh/kg的能量密度，这也就已经接近天花板了，三元锂电池想大幅度提升能量密度，很难很难了。
眼看着三元锂电池不给力了，电池研发人员和各大企业也开始另辟他境。
于是，固态电池就成了行业内探讨最热的话题。

文章插图
很多车企在开路尝试固态电池。比如前段时间东风汽车官宣，已经交付了50辆配备固态电池的风神 E70电动汽车，这事儿闹得沸沸扬扬。
有人说东风汽车对固态电池的研究在2018年就开始了，现在就量产真厉害；但有人说固态电池的应用还需要更久的时间，这事听起来有点“扯”。
今天我们就从固态电池发展的进度来分析和讨论，固态电池是什么，它的应用究竟离我们还有多远？
固态电池是什么？
有的人可能听过，传统的液态锂离子电池又被称为“摇椅式电池”。两端为电池的正负极，中间为液态的电解质，中间有隔膜防止正负极短路。锂离子像坐摇椅一样在正负极之间来回跑，摇过来摇过去就完成了充放电的工作。

文章插图
固态电池和三元锂电池最大的区别就在于取消了电解液，使用了固体电极和固体电解质。
这样的改变不仅能大大提升锂电池的能量密度，还能缩短充电时间。同样的电量，固态电池体积将变得更小。
据品驾/品玩采访某企业电池技术人员了解到，未来的固态电池能量密度将比现在的三元锂电池提升30%-50%左右。
更重要的是，固态电池取消了电解液和隔膜，锂电池就更安全了，更能有效降低自燃的概率了。可以说，全固态电池有望成为下一代动力电池的终极解决方案。
当然，上面提到了固态电池的一大重点就是要将电解液取代，换成固态电解质，同时也会取消隔膜。

文章插图
有趣的是，东风汽车在宣传固态电池电动车时，对其能量密度以及电池的性能只字未提。没有说比现在的三元锂电池提升了多少，更没有用行业比较流行的2170三元锂电池，或是松下Panasonic的4680电池做对比。

文章插图
从东风汽车发布的官方消息来看，其交付的50台风神 E70电动汽车搭载的固态电池是由江西赣锋锂电提供的，且宣称采用了固体电解质隔膜等固态材料。
不过也可以看到，它仍然采用了固体电解质隔膜。
据了解，赣锋锂业的固态电池采用的隔膜为固态柔性隔膜，电解质为半固态。这里也比较清晰了，和此前蔚来发布的固液混合电解质电池，它们还都算不上是严格意义上的固态电池。
不过，仍然不可否认赣锋锂业量产的固态柔性隔膜电池，确实也具有相当的技术前瞻性：相比纯液态电解质的锂电池，它也具有更轻薄、能量密度更高也更安全的优势。
而据了解，真正意义的固态电池（上文提到的全固态电解质的固态电池）目前尚没有一家车企实现商业化。
固态电池离我们有多远？
固态电池实际上已经提出了好多年，一直是处于研发和突破技术瓶颈的阶段。如今，已经有个别的消费类产品实现了固态电池的应用。
但实际上，汽车所使用的固态电池和消费类产品的固态电池并不完全一样。因为固态电池的电解质会分为聚合物类、氧化物类、硫化物类，它们有着不同的性能表现。

文章插图
这其中，消费类产品所使用的通常为聚合物电解质，而电动汽车要搭载的固态电池大多应为硫化物电解质。宁德时代、松下、三星这样的企业，都是计划生产硫化物固态电池用作电动汽车的动力电池。
同时，我们看到氧化物电解质的固态电池存在电导率低的问题。而赣锋锂业目前所做的固态动力电池恰恰就是厚膜氧化物固态电池，这也是为什么大家否定东风汽车的原因之所在。

文章插图
因此，对于硫化物电解质的固态电池的量产仍需时日。至少到现在，包括清陶、比亚迪、宁德时代，或是欧美的一些电池企业在内的各大企业，都没有明确表示已经可以将电动汽车所使用的固态电池进行商业化生产。