日前寶馬集團(tuán)正式宣布,將與福特以及其它合作商擴(kuò)大與制造商Solid Power的聯(lián)合開發(fā),并投資1.3億美元用于低成本、高能量的固態(tài)電池技術(shù)。
據(jù)了解,Solid Power為全固態(tài)電芯設(shè)計,并且寶馬預(yù)計成本將低于目前性能最佳的鋰離子電池,能實現(xiàn)更長距離的續(xù)航里程。
此次寶馬給出了固態(tài)電池商業(yè)化的投放時間
2022年開始,寶馬集團(tuán)計劃將100 安時固態(tài)電芯用于固態(tài)電池車規(guī)級標(biāo)準(zhǔn)的測試及其和整車的集成;
2025年前,寶馬集團(tuán)計劃推出應(yīng)用固態(tài)電池的原型車;
2030年前,寶馬集團(tuán)將技術(shù)應(yīng)用于量產(chǎn)車。
寶馬集團(tuán)在固態(tài)電池上的跟進(jìn)也正說明,接下來固態(tài)電池將成為新能源汽車能量儲備的另一個風(fēng)口,在今年初蔚來的2021 NIO Day上,李斌也宣布將在2020年下半年推出150度的固態(tài)電池,但一直未透露的是合作商是誰,以及選擇的是半固態(tài)還是全固態(tài),而根據(jù)業(yè)界推斷,全固態(tài)的研發(fā)周期至少需要3-5年,所以暫且判斷為半固態(tài)。
那什么是固態(tài)電池?
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)匯總的信息來看,固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。
由于科學(xué)界認(rèn)為鋰離子電池已經(jīng)到達(dá)極限,固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì),取代以往鋰電池的電解液,大大提升鋰電池的能量密度。
優(yōu)勢一
輕——能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后,鋰離子電池的適用材料體系也會發(fā)生改變,其中核心的一點就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極,而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極,這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。
優(yōu)勢二
薄——體積小。傳統(tǒng)鋰離子電池中,需要使用隔膜和電解液,它們加起來占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代(主要有有機(jī)和無機(jī)陶瓷材料兩個體系),正負(fù)極之間的距離(傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充,現(xiàn)在由固態(tài)電解質(zhì)填充)可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米,這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化,薄膜化的必經(jīng)之路。
優(yōu)勢三
柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米級以下后經(jīng)常是可以彎曲的,材料會變得有柔性。相應(yīng)的,全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高,通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料(不能是剛性的外殼),制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。
優(yōu)勢四
更安全。傳統(tǒng)鋰電池可能發(fā)生以下危險:在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶,從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞 (2)電解液為有機(jī)液體,在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。采用全固態(tài)電池技術(shù),以上兩點問題就可以直接得到解決。
而寶馬所提到的Solid Power是在科羅拉多大學(xué)博爾德分校及國防高級研究計劃局的資助下于2012年成立,公司擁有一支世界級的電池研究員和工程師團(tuán)隊。
根據(jù)網(wǎng)絡(luò)資料顯示,Solid power最大的技術(shù)特色在于其高容量的復(fù)合材料陰極:復(fù)合陰極將陰極材料顆粒(正交晶型的二硫化亞鐵FeS2),固態(tài)電解質(zhì)與少量可能增加導(dǎo)電性的添加劑結(jié)合。形成的復(fù)合陰極具有比目前最先進(jìn)的以LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2為陰極,石墨為陽極的電池三倍的容量。
對于上述提到的時間周期,雖然看似很長,但其間寶馬在新能源產(chǎn)品上的規(guī)劃一直會循序漸進(jìn)。
到2023年,寶馬集團(tuán)將在全球提供大約12款純電動車型;
2023年,寶馬集團(tuán)預(yù)計純電動車約將覆蓋90%的細(xì)分市場;
到2025年,寶馬集團(tuán)純電動車型的年銷量平均每年增長50%以上;
2025年,寶馬集團(tuán)將銷售2020年的10倍以上的純電動車,并完成第200萬輛純電動車型的交付;
預(yù)計到2030年全球銷量中至少有50%是純電動車;
寶馬公司預(yù)計未來十年將在全球共銷售大約1000萬輛純電動汽車,這意味著寶馬集團(tuán)正在為實現(xiàn)碳中和的全球目標(biāo)貢獻(xiàn)力量。
所以可以明顯看到,固態(tài)電池已成為不可逆轉(zhuǎn)的趨勢,而寶馬與Solid power的合作也滲透出寶馬所帶動的豪華車新能源電能新標(biāo)準(zhǔn)。
原標(biāo)題:投入1.3億美元,寶馬全固態(tài)電池已在路上