一块电跑1000+公里,什么是固态电池?

12月17日,蔚来CEO李斌驾车实测首款150度电池包的续航表现。最终行驶里程为1044公里,剩余电量3%,预计仍可行驶超过30公里。行程综合能耗为13.2度/百公里。

与蔚来常规的75度、100度常规液态电池不一样,此次蔚来首次测试的150度电池属于半固态电池,是全球首款无热失控软包 CTP 电池,能量密度高达360Wh/kg,是目前国内可量产动力电池包电量最高、能量密度最高的产品。

那么,此次测试的半固态电池为什么可以在寒冷的天气中实现1000+km的续航里程呢,除了容量大,跟常规的液体电池还有什么区别呢?未来的真固态电池又有什么提升呢?

固态电池作为提升电动汽车续航里程和能量存储密度的未来发展方向,是当今各大车企都十分关注的电池技术。

对比液态电池,固态电池在许多方面有提升:能量密度大幅提升,安全性更高,结构更简单,理论寿命更长,工作温度范围更大。

更高的能量密度:

液态电池目前已经接近能量存储密度极限,而固态电池的理论能量存储密度极限是液态锂离子电池的2~10倍。

这意味着在相同体积和重量下,未来的固态电池能够存储更多的能量,从而提高电动汽车的续航里程和性能。

此次蔚来首发展示的150度电池属于半固态电池,能量密度为单电芯360Wh/kg,与之相比,蔚来目前提供的100度电池,能量密度为185.44Wh/kg,当前最先进的宁德时代麒麟电池为250WH/kg,半固态电池的能量密度可以说是遥遥领先。

更高的安全性:

传统液态电池采用的是液态电解质,液态电解质具有一定挥发性和腐蚀性,容易引发电池短路、过热甚至爆炸,存在一定的安全隐患。

与之相比,固态电池使用的固态电解质不可燃,能够在更高的温度范围下工作,不会产生液体腐蚀或挥发,因此更安全,减少了电池爆炸或火灾的风险。

更简单的结构:

液态电解质需要配备冷却系统以确保稳定工作温度,目前市面上的液态电池大都需要液冷系统进行辅助散热。

而固态电池使用固态电解质,可以兼顾电解质和隔膜的功能,使得电池结构更简单,因此发热量低,仅需风冷即可完成散热。

蔚来表示,此次测试的150度电池具有超强的冷却效率,降温强于普通电池6倍

更宽的工作温度范围:

在极端温度下,液态电解质的导电性和离子迁移速率会受到很大的影响,导致电池性能下降。

固态电池的固态电解质,能够在更宽的电压范围下工作,因此能够在更高或更低的温度下正常工作,不会影响电池性能。

更长的理论寿命:

液态电解质在循环充放电过程中容易发生损耗,导致电池寿命较短。

固态电池的理论寿命更长,甚至有可能使用30年不坏,相比之下液态电池的寿命更短。

虽然固态电池有以上的种种优点,但是目前还存在不少的问题:制造良品率太低,成本太高等等。目前碳酸锂的价格相对较低,但有相关消息指出,150度的电池包价格高达20万以上,这并不利于在市场中推广普及。

对于仅可充电车型来说,超大电池一方面会使车辆售价攀升,也会减慢充电的时长和效率。然而,对于换电车型来说,充电慢的问题就不存在了,电池租用服务也有利于超大容量电池提升蔚来的产品竞争力。

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