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  尽管电池驱动的电动汽车近年来取得了许多进步,但它们仍有许多局限性。预计未来汽车的续航里程将达到800至1000公里,充电速度可达满箱,成本甚至低于目前的汽油动力汽车。这不仅仅是一个梦想,许多解决方案已经摆在桌面上,比如锂硫和铝离子技术。

  全固态电池可能是许多电动汽车问题的解决方案。全固态电池有一些潜在的优势,因为它们似乎更接近现实世界的使用。这些解决方案都有一个目标:使电动汽车与内燃机汽车相比更具竞争力。

  固态电池与现今普遍使用的锂电池不同的是:固态电池使用固体电极和固体电解质。固态电池的核心是固态电解质,主要分为三种:聚合物、氧化物与硫化物。与传统锂电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。

  聚合物、氧化物和硫化物三种主流技术路线各有其特点,聚合物路线:PEO 固态聚合物、聚碳酸酯体系、聚丸氧基体系与聚合物锂单离子导体基体系,其主要提升空间在混合多种材料、更新材料等方式发展。氧化物路线主要包含薄膜型,非薄膜型,主要发展方向是掺杂同种异价元素。硫化物主要分为 Thio-LiSIN 型、LiGPS 型与 Li-aegyrodite 型。

  基本情况下,全固态电池使用的化学成分与锂离子电池大致相同。然而,有一个关键的区别。它使用固态电解质,提供了许多潜在的优势:

  更高的能量密度:固态电池由于没有液体电解质和隔膜的存在,可供储能空间更大。因此能量密度显着高于传统锂电池。相比传统锂电池 250Wh/kg 的能量密度,固态电池能量密度目前已经接近 400Wh/kg。在能量密度上具有天然优势。在给定尺寸或质量下可以存储的电量增加,这意味着制造商可以在与当今锂电池相同的空间内使用更小、更轻的电池组或更大范围的电池组。

  更快的充电时间:全固态电池(ASSB)的能量密度接近传统锂离子电池的两倍,拥有出色的充、放电性能,将进一步缩短充电时间。虽然现在确定还为时过早,但一些专家认为,使用最新公共快速充电器的车辆可以在 15 分钟内完全“充满电”,甚至可能不到 10 分钟。

  成本更低:电池成本方面:计划到2028财年,全固态电池(ASSB)能够将电池成本降至每千瓦时75美元(约合477.4元人民币),同时通过不断的创新,未来将成本进一步降低至每千瓦时65美元(约合413.8元人民币),以实现电动车型和燃油车型的成本平价。日产首席执行官内田慎(Makoto Uchida)估计,固态电池最初的价格约为每千瓦时 75 美元,然后降至 65 美元。内田表示,与汽车制造商目前使用的锂电池相比,每辆车最多可节省 8,000 至 10,000 美元,使电动汽车“在价格上与燃油动力车型相当”。其他专家认为,到 2030 年,这项技术实际上将使电池驱动的汽车更便宜,同时还能提高它们提供的好处。

  更高安全性:目前液态锂离子电池选择使用的液态有机电解液易燃易爆,用固态电解质代替液态电解液,是公认可以提升锂离子电池安全性能最为有效的方法之一。传统电池中的电解液是易燃的,最近被指责为许多电动汽车火灾的罪魁祸首。

  更好的时机:对于汽车行业来说,全固态电池技术的出现似乎恰逢其时。汽车制造商正面临着转向电池供电的巨大压力。

  英国计划从 2030 年开始限制对混合动力车的销售,并在 2035 年实现全电动。包括加拿大和挪威在内的其他几个国家也制定了类似的计划。美国的几个州也是如此,包括加利福尼亚和华盛顿。拜登总统计划让插电式汽车占美国销量的 40-50%。全固态电池的优势对于实现这一目标至关重要。

  小编了解到,全固态电池的大部分初始工作是由量子景观(QuantumScape),固态力量(solid power)和阶乘能量等三家初创公司完成的,但是其他大佬们正在进军。

  日产也宣布了 Ambition 2030,这是一项耗资 180 亿美元的计划,其中包括在本十年末将 15 款全电动车推向市场。

  其中,日产汽车公司公布了迭层软包全固态电池(ASSB)电芯的试点生产设施,这种电池用固态物质取代了传统电池中的导电液。

  日产还计划于2024年建成一条生产线年将实现固态电池的生产,并投放市场,进一步推动全固态电池的开发和大规模应用。

  2023年9月17日消息,据国外媒体报道,福特和宝马支持的固态电池开发商Solid Power日前透露,这两家汽车制造商今年开始将在部分车型上搭载固态电池进行测试,并计划在这个十年的后期投入车辆部署。通用汽车也希望在 2023 年做同样的事情。

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