油车最后通牒?充电10分钟续航1200公里的固态电池,就快量产了?

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油车最后通牒?充电10分钟续航1200公里的固态电池,就快量产了?

2024-07-13 10:17| 来源: 网络整理| 查看: 265

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近年以来,丰田在电动车领域始终摇摆不定。经常是前脚刚说要开发新产品,后脚自家的老总丰田章男就公开说点“骚话”。以至于几次拆台,外界都认为丰田在电动车领域不会有什么大动作了。

也正因为如此,丰田错过了新能源汽车的崛起,在新赛道上已经严重滞后。然而就在今年夏天期间,丰田章男又一次公开表态:纯电车、全固态电池、10分钟快充、1200公里续航、价格减半。

此话一出,外界又看不透丰田究竟想干什么了。倒不是说他家的全固态电池有多先进,因为这类型电池,包括我国在内的其他国家也在开发中。

但是对错过一次次机会的丰田来说,全固态好像就成了他家的终极大招。大有要弯道超车,超过其他新能源车企之势。

事实果真如此吗?固态电池真能解决眼下电动车面临的全部问题?

最后的一根稻草

至少从丰田自身的角度去看,固态电池或者说是全固态电池,是他家试图发展电车的最后一根稻草了。

确切的消息,在6月份丰田就正式表态了。新的纯电动车型,使用的是全固态电池。正如丰田章男所说,他们在这一领域已经克服了电池的耐久性问题。

按照丰田自己的说法,公司在这一领域的发展,已经积累了超过1000项的专利。而且,全固态电池的汽车,在2020年前后已经完成了相关测试。

其最大的特点就是充电速度快过其他电池,10分钟的充电量,能保证汽车行驶1200公里。目前,这一数据仅仅是丰田方面的说法,并没有经过实证。

而在电动车领域,其他已经推出的各类品牌车型,其充电速度和续航能力,确实都达不到这么高的状态。

像特斯拉的车型,充电15分钟,也就行驶260公里。日产的一款电动车,充电45分钟,行驶距离也只有380公里。丰田在售的一款锂电子电池汽车,充电半小时,续航里程为600公里。

这些,都是现有电动车真实的性能状态。所以丰田宣布的全固态电池的性能,确实能让一众车企震惊。

更为关键的是,丰田这次还说出了具体的时间表,到2027年就向市场投放新车。牌坊是立起来了,究竟能不能实现,那就要看丰田的能力了。

当然丰田方面也不讳言,全固态电池的成本问题,成为接下来发展的最大阻碍。数据显示,其成本比现在的锂离子电池高出了4倍甚至25倍。

除了成本之外,另一方面则是全固态电池的性能。虽然丰田很高调,但外界并不知道,丰田是真的拥有技术了,还仅仅是在制造噱头。

而要说清楚这一点,就得去看全固态电池和现在市面上的电池,究竟存在哪些区别了。

与现有电池的区别

固态电池的,是根据锂电池电解质不同类型的叫法。从类型来区分,电池的电解质有液态、半固态、准固态、全固态之分。除了液态之外,其他三个类型,都可统称为固态电池。

类型上有差异外,之所以固态电池更好,是因为它的性能和安全度高于传统的液态电池。

现有的锂电池,其电解质大部分还是以液态为主。就性能来看,充电时间普遍较长,前面提到的几个电动车品牌,最短的充电时长都要在15分钟以上。

除此之外,续航焦虑得不到有效解决。目前,绝大多数的电动车,其续航里程也就在几百公里之间。这正是由于电池的性能限制了历程的进一步增长。尤其是气温下降的情况下,续航里程也会跟着降低,也就是俗称的“掉电”。

最后一点,便是现在的电动车电池,始终存在安全隐患,而主要的安全事故就是起火自燃。

根据清华大学电池安全实验室的数据显示,从2019年以来,电动汽车的自燃事故频发。不完全的统计是,相关的起火事故超过了40起。

之所以出现自燃事故,则是因为电池短路。短路原因又是因为温度失衡(冷热变化),导致电池内部正负极之间的隔膜,被析出来的锂枝晶刺穿,最后正负极直接接触而引发自燃。

这一问题,在现有的锂电池中,一直没有得到很好的解决。哪怕不存在温度的突然失衡,电池使用时间延长,也会增加隔膜被锂枝晶刺穿的风险。

对比之下,固态电池电解质不易燃烧,稳定的化学特性使电池本身的安全性大大提高。

其次,固态电池的能量密度,远高于传统锂电池的能量密度。有业内人士就表示,现有锂电池的能量密度为250Wh/kg,固态电池的这一数据则达到了400Wh/kg。

能量密度的提升,意味着电池能实现快充,且续航能力大大提升。丰田宣称自己的全固态电池产品,能实现快充以及续航里程超过千公里,实际上这并非丰田最先说的。

最先说的,是美国的QuantumScape公司,有关固态电池的研发,该公司处于前列。他们比丰田更早宣称,未来固态电池15分钟既能充电80%,续航里程更是能超过2000公里。

使用寿命方面,将能达到100万公里。这似乎意味着,一旦使用了固态电池,那么电动车将直接革了传统燃油车的命了。

正是在这个基础上,固态电池的概念才越来越多的被提起。相关的统计也发现,除了丰田之外,其他传统车企像大众、宝马等,也都在投入巨资研发固态电池。

说了这么多好处,可截止到目前,还没有任何一家车企,将使用固态电池的汽车开出来,并信誓旦旦的说自家的产品,续航里程就是超过了1000公里的。

也正因为如此,业内有观点就认为,所谓固态电池的研究,还没有像企业宣称的那么快。最为关键的是,固态电池本身也会出现与液态电池相同的问题。

无法改变现状吗

从技术上来看,全固态电池现在面临最大的瓶颈,是离子导电率远远低于液态电池的电解质。

如果这一技术难点得不到实质性突破,固态电池的循环性和倍率性就会变差,电池内阻也会增大,此前所宣称的快充和长续航将都会成为空谈。

关于这一点,业内有人就认为研究固态电池的QuantumScape公司说谎了。

因为,该公司此前研发所使用的固态电解质层,起重量是传统液态电解质隔膜的10倍以上,这也直接使得离子导电率大大降低。

如此一来,就不得不继续加入有利于导电的非活性物质。而随着该物质的增加,整体的能量密度又会下降。此前QuantumScape公司研发的产品,能量密度连350Wh/kg都没有达到。

如果顺着这一思路研发,最后制造出来的电池很大很沉,但整体性能却不一定能得到提升。所以有观点就认为,固态电解质能提高能量密度的理解从根子上就是错误的。

除了这一点之外,外界也在质疑固态电池的安全性。此前美国能源部的研究就发现,即便是全固态电池,在使用之后同样会存在锂枝晶问题,而且它可能引发的隐患,比现有的锂电池更高。

安全性之外,国内研究分析固态电池行业动态的机构也表示,它的成本问题将会是制约起商业化的主要因素。因为现在的液态锂电池已经形成了完整的产业链,在生产制造上成本更低。而固态电池整体还处于研发领域,本身还存在变数。

最后还有一点,外界也在怀疑QuantumScape公司是在以概念噱头割韭菜。此前该公司就表示,要与大众汽车合作生产,到2025年就能实现固态电池汽车的量产。

究竟能不能实现现在还不得而知,外界只是看到,该公司的股价在宣布之后应声而涨,比原先的价格涨了10倍。

不光是QuantumScape公司,其他的企业实际上也一直在炒作固态电池这个概念。技术上是否有实质性的突破一概不提,媒体的相关报道中,也都是在极力渲染该类型电池未来的发展空间。

所以说,固态电池究竟怎么样,必须得看到真材实料才行。那么,固态电池的发展究竟会怎么样?业内也有一些其他的声音。

从半固态到固态的转化

业内的看法是,现在的液态锂电池会实现技术迭代,但不可能做到一步到位,中间需要半固态电池来进行承接。

半固态电池与液态电池比起来,本身没有太大变化,只是尽量减少和控制液态电解质的含量,以便在性能和安全上找到一个最佳的平衡点。

目前,国内的半固态电池在去年已经有企业推出,业内预测未来在2024年到2025年前后,会进入商业运转领域。

至于半固态电池迭代到固态电池,相对保守的看法,是给不出确切的时间表。真正要改变的,是材料体系实现质的飞跃,而不仅仅是利用理论来炒作概念。

我国目前在关键材料的研发上,是以氧化物电解质为主要方向,欧美方面也是这一思路。而日本和韩国,他们所研发的方向是硫化物。

谁能最终跑到最前头,现在还看不出来。也正因为如此,丰田宣称2027年实现量产,确实存在很大的水分。

结语:电池技术还有其他类型

有人嘲笑丰田孤注一掷,主要是因为固态电池,不是仅有的新电池技术。除此之外,包括我国在内的其他国家,也在大力研发有别于锂电池的钠电池。

而且,国内像宁德时代这样的电池巨头,也已经推出钠电池产品了。从更大的类型来看,不光固态电池会是未来的方向,其他类型的电池技术,也有可能获得突破。

目前,无论是固态电池还是钠电池,都还处于实验试产阶段。所以说鹿死谁手,尚难预料。

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