一、不斷進步的新能源領域
人類文明不斷進步,能源的應用也在不斷改進,更安全、更高效。目前能源應用正從化石燃料能源過渡到綠色能源,燃油車也逐漸轉(zhuǎn)換為電動汽車,隨之而來的,是電池的使用量大增。
目前電動汽車、儲能系統(tǒng)使用的大多是鋰離子電池,雖然它們能量密度高、充電速度快,卻存在一定的安全性等問題。因此,新能源產(chǎn)業(yè)界正積極開發(fā)固態(tài)電池,期待它能逐漸完善,取代傳統(tǒng)的鋰離子電池。
固態(tài)電池與鋰離子電池的主要差異在電解質(zhì)。鋰離子的電解質(zhì)是液態(tài)的,以凝膠體、聚合物的形式存在,讓電池的重量難以下降。此外,單一鋰電池組的能量不高,因此必須將多個電池組串聯(lián),讓重量進一步增加。工程、制造與安裝電池組的成本占電動汽車整體成本很大的比例。
除了重量問題,電解質(zhì)也具有可燃性,在高溫下不穩(wěn)定,有熱失控的問題,若發(fā)生車禍,可能會導致嚴重火災。電解質(zhì)在低溫也容易凍結(jié),降低電池的續(xù)航力。另外,電解質(zhì)會腐蝕電池的內(nèi)部組件,充放電的過程也會產(chǎn)生晶枝(dendrites),降低電池的容量、性能與壽命。
二、固態(tài)電池的獨有特點
固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài),能量密度高
固態(tài)電池內(nèi)部沒有沉重的液態(tài)電解質(zhì),而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電池的整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋰離子電池相似,充放電方式也大同小異,但因為沒有液體,所以電池內(nèi)部更緊密,體積更小,能量密度增加。若將電動汽車內(nèi)的鋰離子電池改用同樣體積的固態(tài)電池取代,電容量理論上可以提升2倍以上。
而且固態(tài)鋰電池的重量較輕,也不需要鋰離子電池的監(jiān)測、冷卻和保溫系統(tǒng),底盤能空出更多空間放置電池,讓電動汽車續(xù)航力大增。
另外,固態(tài)電池的充電速度比鋰離子電池快,也沒有腐蝕性的問題,壽命更長。關于工作溫度,固態(tài)電池具有熱穩(wěn)定性,也不會在低溫凍結(jié),對生活在中高緯度非常寒冷區(qū)域的用戶,這能確保電動汽車的續(xù)航力。
綜上所述,固態(tài)電池有4大優(yōu)點:能量密度高、充電速度快、壽命較長、熱穩(wěn)定性佳。
當然,固態(tài)電池也存在一些自身的問題:成本高昂且不易量產(chǎn)
因為固態(tài)電池的內(nèi)部構(gòu)造緊密,容易受到熱脹冷縮的影響,若設計不當,可能會影響內(nèi)部結(jié)構(gòu);晶枝的問題也沒有被解決,電池結(jié)構(gòu)可能會被破壞。
但最重要的是,固態(tài)電池成本高昂且不易量產(chǎn)。固態(tài)電池并不是新的發(fā)明,它們已經(jīng)應用在心率調(diào)節(jié)器、可穿戴設備等領域,直到近期,產(chǎn)業(yè)界才開始研究固態(tài)電池在電動汽車等大型設備的應用,但目前電動汽車仍是以鋰離子電池為主。
總結(jié)來說,固態(tài)鋰電池有3大問題:膨脹、收縮影響結(jié)構(gòu)、晶枝造成結(jié)構(gòu)破壞、成本高昂,不易量產(chǎn)。
目前,新能源產(chǎn)業(yè)正積極研究固態(tài)電池技術(shù),其中包含特斯拉等知名企業(yè),相信不久的將來,固態(tài)電池逐步被開發(fā),應用會更加廣泛,成為更加高效、安全的新能源產(chǎn)品。
采用固態(tài)電芯,產(chǎn)品更安全高效
目前,正方科技推出的千乘動力QX3600目前正在市場熱銷,其核心技術(shù)中的電芯,采用的就是固態(tài)電池,這使得這款戶外儲能電站具有體積小,重量輕,安全性能高等特點。
另外,因為固態(tài)電池電芯的原因,此款儲能便攜電站不僅安全性能大為增加,更增強了使用壽命,可以保證循環(huán)1500次后,其容量仍大于初始容量的80%,按照一周充放2次計算,能用整整10年以上。這樣一臺便攜電源放到家里,十年不用更換,電力依然澎湃。
由此可見,固態(tài)電池為電芯的戶外儲能產(chǎn)品,有著更為優(yōu)越的性能,也將迎來越來越廣泛的市場認可和增長。
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正方科技創(chuàng)立于2005年,是一家以“智能鋰電池模組/鋰電池BMS管理系統(tǒng)整體研發(fā)、智能制造及銷售”的高新技術(shù)企業(yè)。
公司基于新能源電池智能管理系統(tǒng)(BMS)的研發(fā)、設計、智能制造能力,逐漸形成了以叉車供電系統(tǒng)、無人機供電系統(tǒng)、影視供電系統(tǒng)、新能源電站存儲管理系統(tǒng)、電動車供電系統(tǒng)、氫燃料供電系統(tǒng)為主的六大業(yè)務格局。公司目前自主研發(fā)的無人機智能電池,SPower智能電池管理系統(tǒng)處于植保無人機行業(yè)領導者地位,填補了植保無人機智能電池市場的空白。
此外,正方科技與鄭州大學、河南工業(yè)大學、鄭州輕工業(yè)學院,大連化物所等多個國內(nèi)外知名院校和科研機構(gòu),建立多個相關領域的聯(lián)合實驗室,共形成了65項國家級專利技術(shù),與正方科研中心共同構(gòu)筑了正方科技特色的科研體系。
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