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NASA新电池能量密度达500Wh/kg,固态电池将成主流?

常驻编辑 科普中国 2022-10-15 固态   宁德   密度   特斯拉   能量   电池   液态   锂离子电池   主流   成本   材料
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要知道在液态电池中,目前特斯拉的4680平均生产良品率为92%,而这已经是相当低的水平。由于低良率导致的高成本,让特斯拉大量采购宁德时代的方形电池,并且占比越来越大,以降低自身的制造成本。5ai拜客生活常识网


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对于固态电池的成本,日产方面认为目前在75美元/kWh,到2028年以后,这一成本将降至65美元/kWh,届时搭载固态电池的电动汽车成本将与燃油车成本大致相同。5ai拜客生活常识网


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即便不考虑成本问题,并且固态电池极大提升功率密度与使用寿命,但在实际使用过程中,其表现却仍未能令人满意。由于电解质变为了固态,其内部的导电性有所下降,并且固态电池的内阻会消耗大量能量,使固态电池在低温或室温条件下输出的电流和功率偏低,但在高温环境下反而表现较好。5ai拜客生活常识网


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上文中提到,NASA方面透露,新型固态电池可以在锂离子电池两倍的温度下运行,但却没有说明在室温下固态电池的表现如何。如果性能下降,那么就与动力电池使用的普遍场景相违背。5ai拜客生活常识网


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不过即便如此,NASA所研发的新型固态电池也并非没有意义,因为如今的液态电池发展已经快到极限了。比如特斯拉的圆柱电池,便是将单体圆柱电芯做得更大,从而让电池中使用电芯的个数变少,提升成组效率。包括宁德时代的麒麟电池、比亚迪刀片电池发展路径都是类似。5ai拜客生活常识网


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同时提升电池正极中活性材料的占比来增加能量密度,但这样会在一定程度上牺牲电池安全性。而到了今年,宁德时代发布的磷酸锰铁锂电池中,在正极加入了锰材料,比容量达到165mA·h/g,将磷酸铁锂电池性能推到了极限,只存在利润上的优化空间。5ai拜客生活常识网


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如果想要进一步提升能量密度,增强续航时间,在新型材料发展缓慢的当下,只能朝着固态电池方向发展。目前产业中已经开始从液态电池,慢慢向半固态电池发展,当然在半固态电池中,想要量产商用,仍然存在诸多问题。但相比纯固态电池,半固态电池已经让产业界人士看到了发展的希望。5ai拜客生活常识网


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早在1990年,美国橡树岭国家实验室便研发出了固态电池,可以充放电上万次而不衰竭,并且充满电只需要几分钟,能量密度超过700Wh/kg。但在30年后,NASA反而将能量密度降至500Wh/kg,但却让固态电池离商用化更近了一步。5ai拜客生活常识网


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通过使用新材料,降低了制造成本,同时提升了放电率,让新型的固态电池向支持大型车辆供电靠拢。并且在如今液态电池走向极限的当下,材料突破缓慢,固态电池已经成为当前明确的升级道路。现在市场中当然还是以液态电池为主,但在未来,固态电池的发展已势不可挡。5ai拜客生活常识网

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