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寧德時代全固態(tài)電池開啟樣品驗證

2024-11-13 9:32:00
  • 寧德時代全固態(tài)電池開啟樣品驗證,能源新世紀即將到來

寧德時代全固態(tài)電池開啟樣品驗證

寧德時代加大對全固態(tài)電池的研發(fā)投入

近日,有媒體報道,寧德時代在今年大幅增加了對全固態(tài)電池的研發(fā)投入,并將研發(fā)團隊擴充至超過1000人。這是電池行業(yè)中首次有公司如此大規(guī)模地投入資源研發(fā)固態(tài)電池。

消息稱,寧德時代目前專注于硫化物路線,已進入20Ah樣品的試制階段,這表明電池方案已初步成型,進入生產(chǎn)技術(shù)探索階段。根據(jù)寧德時代的計劃,預計在2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池的小批量生產(chǎn)。

固態(tài)電池的優(yōu)勢

近年來,固態(tài)電池作為新能源汽車的核心技術(shù)之一,發(fā)展迅速,備受關(guān)注。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì),具有不易燃燒、不易爆炸的優(yōu)點,降低了自燃和爆炸的風險。即便在外部撞擊或內(nèi)部短路等極端情況下,固態(tài)電池的安全性也高于液態(tài)電池。

固態(tài)電池的能量密度有望突破500Wh/kg,使電動汽車的續(xù)航里程超過1000公里。此外,由于克服了鋰枝晶現(xiàn)象,固態(tài)電池的循環(huán)壽命可達45000次,遠高于傳統(tǒng)鋰離子電池。

在充電時間方面,實驗室研究表明,全固態(tài)電池可以在15分鐘內(nèi)充電至80%,甚至有研究團隊聲稱可在5分鐘內(nèi)完成。這將有效緩解當前的電池焦慮問題。

固態(tài)電池的工作溫度范圍更廣,以硫化物電解質(zhì)為例,其工作溫度可達-60°C至120°C,適用于更多極端環(huán)境。由于安全性提高,固態(tài)電池的厚度可以大幅降低,省去電池內(nèi)部的溫控組件,提高體積利用率。此外,固態(tài)電池不含有毒重金屬,更加環(huán)保。

寧德時代的研發(fā)進展

寧德時代的全固態(tài)電池研發(fā)主攻硫化物路線,據(jù)稱其研究已持續(xù)7-8年。目前,寧德時代的固態(tài)電池研發(fā)處于技術(shù)成熟度“1-9”評價體系中的“4”階段。目標是在2027年達到“7-8”的水平,實現(xiàn)小批量生產(chǎn),但仍需克服成本問題。

全固態(tài)電池研發(fā)的主要挑戰(zhàn)在于“固-固界面”問題,即正極材料與電解質(zhì)之間的接觸不充分,影響離子傳輸;負極在充放電過程中的體積膨脹導致固-固界面的動態(tài)損傷。盡管有技術(shù)方法可以部分解決這些問題,但如何以低成本徹底解決仍是難點。

2027年成為關(guān)鍵節(jié)點

不僅寧德時代,其他企業(yè)也計劃在2027年左右推出固態(tài)電池產(chǎn)品。例如,比亞迪旗下的弗迪電池計劃在2027年小批量生產(chǎn)固態(tài)電池,欣旺達則計劃在2026年實現(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)。國軒高科和中創(chuàng)新航也在積極推進相關(guān)研發(fā)。

目前,固態(tài)電池面臨的挑戰(zhàn)包括鋰金屬負極的應用、硫化物電解質(zhì)在空氣中的不穩(wěn)定性以及高昂的合成成本。隨著技術(shù)的成熟和制造工藝的優(yōu)化,預計到2030年后,電芯價格將大幅下降,固態(tài)電池的普及有望加速。

總結(jié)

全固態(tài)電池作為一項顛覆性技術(shù),吸引了眾多企業(yè)的研發(fā)投入。寧德時代的大規(guī)模投入有望加速全固態(tài)電池技術(shù)的落地。盡管目前面臨技術(shù)和成本的挑戰(zhàn),各企業(yè)計劃在2027年左右實現(xiàn)技術(shù)突破,預示著2030年將可能迎來全固態(tài)電池的普及。