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宝马工程师:业界都在攻关固态电池,但锂离子电池还将持续使用很多年

12 月 6 日消息,宝马承诺,下一代电动汽车将带来近 1000km 的续航里程,同时充电速度也能提升 30%,成本更低,碳排放量显著减少。

宝马公司的一位顶级电池工程师认为,未来这样的日子可能屈指可数,如果不加入一些“改变游戏规则”的东西,比如硅,我们可能已经接近锂离子电池目前所能做的极限,但他认为锂离子电池哪怕是在未来很多年后也依然会是一种广泛使用的行业标准。

宝马第六代电池的能源、性能和寿命主管西蒙・埃哈德 (Simon Erhard) 表示,“从能量密度的角度来看,我想说,我们已经看到了工业化应用中锂离子电池化学成分的最佳配比”,“我认为它已经达到了顶峰。”

埃哈德认为,电池开发的“下一个大的历史节点”可能会是固态电池。他透露,宝马最近在慕尼黑开设的电池制造能力中心正在与欧洲顶级学术人才合作研究和开发这项技术。

此外,宝马和福特也是初创公司 Solid Power 主要投资者。他们希望成为第一家将该技术商业化的公司。这意味着该公司首款固态电池将应用于福特或宝马车型上。当然,许多其他车企也正在研究这项技术,例如通用、本田、大众、现代和丰田。

埃哈德表示,事实上,汽车行业的很多研发工作都是围绕着锂离子电池的完善和扩展展开的。

他认为,尽管工程师们可以对目前的锂离子电池进行各种改变以拓展续航里程、化学成分和寿命,但要想做出大的提升已经越来越难,而宝马等汽车制造商更需要以成本效益的方式实现其积极的电动汽车销售和脱碳目标。

埃哈德称:“如果你想要一个平衡良好的系统大规模推向市场,我认为现在已经达到了顶峰。”对于目前上路的宝马和即将推出的“Neue Klasse”电动汽车,他表示仍基于锂离子电池,但他认为这种情况可能在未来十年内发生改变。

埃哈德说:“大概 10 年后,英国都是固态电池了,但现在,在未来 3 到 5 年甚至 8 年内,我们还是要依赖于锂离子电池技术。然后,从我们的角度来看,从 2030 年开始,将会出现一种可操作的全固态电池。但目前要想实现固态半导体的工业化,并为大规模的市场应用做好准备,还需要时间。”

目前动力电池领域排名第一的宁德时代此前表示他们已经在固态电池研发方面深耕多年,目前处于第一梯队,公司已经可以做出固态电池样品,但是距离实现固态电池商业化还有很远的路要走。

除此之外还有一大批企业已经准备好推出半固态电池,例如卫蓝新能源(蔚来)的混合固液电解质电池最早可以在今年年底亮相;国轩高科此前已经发布了 360Wh/kg 半固态电池产品,而且计划年底装车;赣锋锂业此前表示公司的第一代固态电池已在 50 台东风风神 E70 完成首发交付。

我国新能源车制造商目前主要采用液态电池。然而,在未来五年依靠现有的三元电池,能量密难以实现高于 350Wh/kg 的目标,无法达到国家要求。另外,磷酸铁锂转向高镍三元过程中,许多车企出现电池自燃事故。

固态电池可以解决能量密度和安全问题。固态电池与目前主流的传统锂离子电池最大的不同在于电解质,其使用的是固体电解质,替代了传统锂离子电池的电解液和隔膜。

对比液态锂电池,固态电池具备以下优点:

固态电池将液态电解质替换为固态电解质,大大降低热失控风险。

固态电池电化学窗口可达 5V 以上,高于液态锂电池(4.2V),允许匹配高能正极和金属锂负极,大幅提升理论能量密度。

固态电池可简化封装、冷却系统,在有限空间进一步缩减电池重量,体积能量密度较液态锂电池(石墨负极)提升 70% 以上,达到 500Wh/kg

同时,固态电池也有一定的劣势,比如其快充性能并不佳,以及在循环过程中物理接触会变差,影响其使用寿命。另外,固态电池的制备工艺也非常复杂。

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