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碳负极和固态电池哪种更可能在20年内大规模使用?

2021-04-26 ryder

哪个更加有可能在20年内大规模使用,硅碳阴极还是固态电池?


硅碳负极今朝已经开始使用,紧要是硅含量的问题,为了保证在循环需求的情况下可以做到400~600mAh/g的容量,今朝300Wh/kg以后的电池基本上都会使用硅碳负极。


固态电池有很多问题,


首先是固体电解质的选择。LLZO类的氧化陶瓷一定不能使用。一是无法大规模加工,二是物理稳定性差,易碎。硫化聚合物和今朝一般两种选择,个人的观点不是固体聚合物电解质,一半变成液体,由于高温柔热失控的阳极材料在很短的时间内接触热释放的性质,使用聚合物本质上是不能戒备热失控或有限,同时聚合物不匹配的石墨阳极,用金属锂的话会进一步新增安全风险。硫化是最可能的选择,但也面对稳定性差,电池制备过程是杂乱的,电极数据的兼容性差,界面稳定性和其他许多问题难以处理的今朝,不能说完全不可能处理,至少低成本办法很可能是完全处理。


第二个是资金问题,这也是决定固态电池能否商业化的关键。目前动力锂离子电池LFP和三元的bom成本约为0.5-0.7,再加上BMS和成本摊销一般为0.8-小于1可以出货。固态电池轻量化核算数据成本不低于2。尽管安全性有所提高,但并不能保证100%的安全性。这是一个大问题,有多少消费者愿意花10万美元买一辆车,来选择更安全但不一定安全的固态电池。


最后是细胞制备问题。固态电池是固体固体接触,在循环过程中数据体积膨胀会形成接触损伤,电池是死的,所以硫化物固态电池是加压测量的,但是动力锂离子电池不能用加压,所以今朝的理论研究方向是偏颇的。添加少量液体制成半固态电池是可行的,但安全性会相对降低,要怎么样平衡安全性与成本的关系是关键。


事实上,就市场而言,他们只要一款性价比高的电池,无论硅碳是不是仍旧坚固,才能提高现有动力锂离子电池的性价比技能。炒作技巧的热点在短时间内会很火爆,但长时间没有消费者付费就会很酷。我个人对硅碳的使用持乐观态度,因为它在成本控制的前提下实在新增了电池的能量密度。固态电池有太多的问题,而且炒作的优点还没有得到充足的探测。它们最终可能类似于燃料动力电池,而在某些情况下,大规模替代液体动力锂离子电池的规模可能很小。

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