固態(tài)電池或成為未來新能源汽車的救世主

今年伊始，動力電池就成為了新能源汽車領(lǐng)域的大熱門話題，一些新能源汽車廠商紛紛開始宣傳自家的長續(xù)航動力電池。這些車企中先有蔚來150kWh固態(tài)電池炒作得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，后有廣汽新能源石墨烯電池慘遭中科院院士打臉。

就在這些后輩為動力電池技術(shù)爭得面紅耳赤的時(shí)候，國家知識產(chǎn)權(quán)局十分低調(diào)地公布了國內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)巨頭比亞迪的283項(xiàng)專利，這些專利分別涉及到了固態(tài)電池、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、輪轂電機(jī)以及自動駕駛控制系統(tǒng)等多項(xiàng)技術(shù)。

值得一提的是，本次公布的比亞迪固態(tài)鋰電池技術(shù)申請日期為2019年7月25日，申請公布日期為2021年1月29日。也就是說，早在蔚來、廣汽它們將固態(tài)電池炒熱之前，比亞迪就已經(jīng)擁有了相關(guān)的技術(shù)專利。

下面，我們來看一下這些專利技術(shù)將會給比亞迪以及新能源汽車領(lǐng)域帶來什么影響，比亞迪的固態(tài)電池技術(shù)和它的死對頭寧德時(shí)代此前公布的固態(tài)電池專利又有什么區(qū)別。

電動車救世主：固態(tài)電池

通過2021年1月9日蔚來在NIO Day上發(fā)布的首款150kWh固態(tài)電池引起的波瀾就可以看出，固態(tài)電池?zé)o論是在消費(fèi)者眼中還是在資本市場上都將會是未來汽車儲能裝置的風(fēng)向標(biāo)。

固態(tài)電池顧名思義指的就是以固體作為電解質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)的電池，這種電池在原料和生產(chǎn)路徑上都和目前普遍采用的液體電解質(zhì)電池存在著巨大的差異。固態(tài)電池根據(jù)固化程度的不同可以分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)電池。那么為什么固態(tài)電池會在新能源汽車領(lǐng)域深受追捧呢？因?yàn)楣虘B(tài)電池相較于目前的電解液電池有著更加廣闊的前景。

在能量密度方面，固態(tài)電池通過化學(xué)成分，可以減少40%的體積和25%的重量。以寧德時(shí)代的固態(tài)電池專利技術(shù)為例，它最終有望突破500Wh/kg的能量密度。也就是說，寧德時(shí)代的固態(tài)電池技術(shù)一旦量產(chǎn)，它的能量密度就將會是目前以長續(xù)航著稱的811電池兩倍以上，純電動汽車突破1000公里就真的只會是個(gè)小目標(biāo)。

在安全性上，固態(tài)電池相較于目前的液態(tài)電解質(zhì)電池有著不可燃、不揮發(fā)、不腐蝕以及不漏液等優(yōu)點(diǎn)，即便是在高溫環(huán)境下也不會發(fā)生副反應(yīng)。另外，固態(tài)電池在結(jié)構(gòu)上有著更強(qiáng)的溫度適應(yīng)性，使用壽命相較于液態(tài)電池也更長。

從理論上來看，固態(tài)電池可以解決絕大多數(shù)目前液體電解質(zhì)電池令人頭疼的問題，可以說是未來新能源汽車的救世主。

重現(xiàn)電池派系之爭

從產(chǎn)品層面上來說，蔚來仍然需要通過液體來解決固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電性的“期貨”實(shí)際上就是半固態(tài)電池。日前國內(nèi)兩大電池供應(yīng)商巨頭——寧德時(shí)代和比亞迪公布的專利看起來才像是固態(tài)電池真正的“完全體”。

固態(tài)電池的電解質(zhì)主要可以分為鋰氧化物、鋰硫化物和高溫聚合物三類。有意思的是，比亞迪和寧德時(shí)代在固態(tài)電池專利技術(shù)的研發(fā)上又一次出現(xiàn)了和當(dāng)初研發(fā)液態(tài)電解質(zhì)電池（三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池）時(shí)如出一轍的差異，都很有各自的技術(shù)風(fēng)格。

根據(jù)專利描述，比亞迪采用了鋰氧化物作為全固態(tài)電池的電解質(zhì)，這類電解質(zhì)本身的電導(dǎo)率極低，但是比亞迪通過自己的專利技術(shù)提高了鋰氧化物的電導(dǎo)率和力學(xué)強(qiáng)度，使得固態(tài)電池具有更加優(yōu)異的電池循環(huán)性能和高倍率充放電性能。

而寧德時(shí)代的固態(tài)電池技術(shù)以鋰硫化物化物為電解質(zhì)的主要成分，通過添加硼元素來提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率，改善電池的循環(huán)性能。

從這兩家電池巨頭截然不同的固態(tài)電池技術(shù)路線可以看出，寧德時(shí)代的固態(tài)電池將會在能量密度上具有一定的優(yōu)勢，而比亞迪則更加看重電芯的安全性和可靠性。

這樣的技術(shù)競爭是不是似曾相識？沒錯(cuò)，寧德時(shí)代就是要在長續(xù)航上一走到底，而比亞迪則更加執(zhí)著于電池安全，看起來未來長續(xù)航和安全性之爭還要持續(xù)到固態(tài)電池的發(fā)展歷程上。

雖然寧德時(shí)代和比亞迪這兩家汽車動力電池巨頭在固態(tài)電池上早有技術(shù)研發(fā)，并且早已申請了固態(tài)電池的相關(guān)專利技術(shù)，但是研發(fā)技術(shù)、申請專利和技術(shù)量產(chǎn)是兩回事。

從公布的專利進(jìn)展來看，這兩位巨頭的固態(tài)電池目前都還處在實(shí)驗(yàn)室的研究階段，如何將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)成熟并且進(jìn)行大批量生產(chǎn)，如何降低固態(tài)電池的高額成本，這都是巨頭們亟待解決的問題。

按照比亞迪對固態(tài)電池的規(guī)劃，比亞迪的固態(tài)電池最早將在今年就能進(jìn)行量產(chǎn)，并且在2022年應(yīng)用在旗下的高端車型上。也就是說，或許明年我們就能看到真正意義上的固態(tài)電池面世。

總結(jié)

隨著新能源汽車的飛速發(fā)展，有著上百年歷史的燃油車已經(jīng)走到了生命末期，而動力電池改革是純電動汽車替代燃油車的必要因素。汽車動力系統(tǒng)的變革就像是大海上的波浪，新浪終將淹沒舊浪。

在目前動力電池發(fā)展還不成熟的階段，混合動力車型將會成為純電動汽車替代傳統(tǒng)燃油車的過渡性產(chǎn)物，而固態(tài)電池很有可能突破動力電池的技術(shù)瓶頸，成為純電動汽車替代混合動力車型的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，加快推進(jìn)純電動汽車完全占據(jù)汽車市場的腳步，完成純電動汽車對混合動力汽車的革命。

當(dāng)一份份從不同技術(shù)角度出發(fā)的固態(tài)電池技術(shù)專利公諸于眾時(shí)，未來沒有續(xù)航焦慮、沒有自燃、安全環(huán)保的新出行時(shí)代已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)。
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