固态电池技术可以改变高性能电动车的游戏规则

时间:2022-05-25 16:16:16来源:
导读如今,这个社会有各种各样的汽车款式,如智能、电力、能源等。有多少朋友知道汽车本身的知识?相信很多朋友不会太关注这些,所以边肖收集了

如今,这个社会有各种各样的汽车款式,如智能、电力、能源等。有多少朋友知道汽车本身的知识?相信很多朋友不会太关注这些,所以边肖收集了一些关于汽车的常识与大家分享。希望对你阅读有帮助。

如果你能拥有一辆电动车,一次充电能行驶1000多公里,三年后保持几乎所有的电池容量,在较宽的温度范围内正常工作,10分钟内就能充电,成本相当于燃烧动力汽车,你会吗?

当固态电池技术在本世纪中叶开始量产时,消费者将面临这种情况。丰田希望在合作伙伴松下的帮助下,率先将许多固态电池电动汽车原型投入使用。

拥有1000多项与固态技术相关的专利,丰田将其187亿美元投资的大部分用于研发和最终大规模生产。不难理解为什么。固态电池相对于当前锂离子设计的优势显而易见。固态装置更安全,具有更高的能量密度,减小尺寸和重量,并且可以在更宽的温度范围内运行。

锂离子电池使用液体电解质溶液,如果管理不当或损坏,该溶液可能会膨胀或自燃。这些事件很少发生,但确实发生了。对于一些锂离子电池来说,十年后多达三分之一的存储容量将会减少。

在两种电池设计中,电解质都是一种化学混合物,允许电流在阴极和阳极之间流动(或者更简单地说,分别是带正电和带负电的电极)。在锂离子电池中,隔膜是液体溶液,而固态电池使用固体电解质。

当出现问题时,液态电解质会引发壮观的、无法估量的火灾。固态替代品缓解了所有这些问题,并大大增加了电池中可储存的电量。这为制造商提供了两种选择;减小电池的尺寸,在不损失能量的情况下节省空间和重量,或者通过增加输出来保持当前的尺寸。

近半个世纪以来,人们已经知道固体锂金属阳极增加能量密度的事实,但直到现在我们才有技术使其成为现实。这是因为使用液态电解质的锂金属有形成石笋状结构的风险,这可能会刺穿阳极和阴极之间的隔板,导致严重的化学爆炸。

目前,有很多种固体电解质可以用作陶瓷隔板,并且具有相同的电导率,没有爆炸的风险。

三星非汽车固态电池的原型机能量密度为每升900Wh,而最好的锂离子电池只能达到每升700Wh左右。该公司表示,它可以用于电动汽车,一次充电可以行驶800公里。1000次充电的生命周期使电池的使用寿命达到80万公里。你叔叔的陆地巡洋舰可能很难匹配。

此外,美国QuantamScape发布的一项研究显示,大众汽车持有5%的股份,其固态电池的能量密度超过1000 Wh/L。

最重要的是,电池可以在15分钟内充电到80%的容量,同时在800次充电循环后仍能保持80%以上的容量。秘密?纯锂金属作为阳极。电池的生产规格版本预计要到2024年才会出现。

丰田的说法很简单。是同等锂离子器件的两倍,30年后仍能保持90%的性能。丰田继续其大胆的声明,其固态电池将能够在短短10分钟内从零充电到充满电。丰田表示,其固态电池要到2025年才能量产。

和固态军备竞赛中的其他人一样,这是因为尽管该技术几乎可以大规模使用,但生产能力尚未达到。与目前的电池不同,固态电池在制造过程中需要不同的机械和技术。此外,没有足够的原料锂来生产——。世界原锂的数量是有限的(见突破)。

丰田还有政府资助的优势。日本政府设立了2万亿日元(247亿澳元)的资本储备,以支持制造商开发新脱碳技术的努力。大部分资金将用于固态电池,尤其是购买所需的锂。此外,两家日本矿业和石油公司三井金属和高三泉正在建设生产固体电解质的基础设施。

所有这一切都是为了在电池生产军备竞赛中获得超过中国和韩国的优势。超越目前锂离子设计的下一代技术的全球市场预计将从每年5360万美元增长到3460万美元,并在2035年达到10亿美元。

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