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普渡大学研发出锑纳米链负极 可以提高电池容量和充电速度
普渡大学研究人员宣布了一项技术突破，可能对未来电池研发产生重大影响。普渡大学研究人员表示，手机或电脑中电池运行时间，取决于电池内负极材料中可以储存多少锂离子，当这些锂离子耗尽时，电池就不能再提供电流。某些材料可以存储更多的锂离子，但是这些材料通常太重或外形存在问题，无法在现代电池中取代石墨。普渡大学科学家和工程师们研发了一种新方法，可以采用上述材料生产电极，这样可以增加电池的运行时间，使电池更加稳定，同时缩短充电时间。研究人员研发了一种新的网状结构，称为锑纳米链。锑是一种类金属，可增强电池中锂离子容量。科学家将锑纳米链电极与石墨电极进行了比较，结果发现采用锑纳米链电极，硬币大小的电池充电仅耗时30分钟，同时锂离子容量增加了一倍，进行了100次充放电循环。研究小组指出，一些商用电池已经使用了类似锑金属负极的碳金属复合材料。然而，这些材料在存储锂离子时，体积会膨胀三倍，在电池充电时会造成安全隐患。该小组开发出一种锑颗粒，它的纳米链形状，克服了上述复合材料在充电时会膨胀的缺点。研究小组注意到，锑纳米链，使锂离子容量在至少100次充放电循环中保持稳定，同时，研究小组认为，进一步的充放电循环，也不大可能降低电池容量。
来源：新能源科技前沿
固态电池商用前景引关注
“虽然现在全固态电池应用于新能源汽车的技术还不够成熟，但是，目前中国和日本在全固态电池研发方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量产全固态电池。”近年来，锂电池安全事故频发，多个电动汽车品牌屡次发生“自燃”事件，引发公众对锂电池安全性的担忧。在此背景下，越来越多的企业把目光投向了更轻、更安全且充电更快的固态电池。日前，雷诺汽车高级副总裁吉尔斯·诺曼德就公开表示，到2025年，雷诺旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。据悉，新一代的固态电池产品将由电池公司Ionic Materials提供技术支持，该公司将在美国密歇根州Romulus电池工厂制作固态电池，并拟于今年年底前进行OEM测试。为规避资源制约而研发无钴电池事实上，早在2018年初，雷诺-日产-三菱联盟就已在无钴固态电池领域进行了布局。彼时，其设立了10亿美元风投基金，首个投资即为Ionic Materials公司的无钴固态电池研发。同年3月，丰田及雷诺-日产-三菱联盟还分别表示，拟在2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。“从技术角度看，目前传统锂离子电池的能量密度已达到上限，很难再有突破。同时，由于传统液态锂离子电池中的隔膜和电解液占用较大，且液态电解质在高温下会产生氧化分解、产生气体、发生燃烧等安全问题，所以，目前既能达到高能量密度又能兼容高安全性的固态电池正逐渐成为动力电池技术未来发展的重要方向。”汽车分析师沈建斌告诉记者，固态电池使用的是固体电极和固体电解质，其不仅可以有效减少电池的体积和质量，同时还能有效提升电池的能量密度。“这是针对当前锂电池高能量密度和高安全性相矛盾的特点延伸出来的技术路线，安全指数更高，因而获得车企的青睐不足为奇。”记者注意到，雷诺汽车计划使用的是零含钴量固态电池，而这与普通的固态电池又有何区别？“钴是目前锂离子电池中所必需的贵金属，但其产量稀少，过于依赖它势必会影响到未来电动汽车的发展。”沈建斌坦言，雷诺选择零含钴量固态电池，或是为了消除对钴的依赖，更好地降低成本和避开资源制约。据了解，目前布局无钴电池的车企并不止雷诺一家。松下就曾在2018年宣布，计划在2-3年内将大规模生产的电池钴含量降低一半。而特斯拉CEO马斯克也同样表示过，想要将钴的使用量直接降为零。“这是车企在布局和规避钴资源的制约。”沈建斌表示。技术成熟度仍待加强作为动力电池未来发展的一个重要方向，尽管目前固态电池技术已经得到突破，但业内却普遍认为，由于目前的生产制备成熟度还有待加强，规模化、自动化的生产线还需要进一步研发，固态电池距离产业化、商业化还有一定的距离。“当前市面上的固态电池，通常是有机电解液里面加了一些固态，或者是在固态里面加了有机电解液，安全性好不好，取决于液态电解液所占比例的多少。想要高安全性，还是全固态电池更安全，但全固态电池是一个非常困难的研究方向。”清华大学电池安全实验室主任冯旭宁坦言。“用户希望电池的导电率特别高，因为这样锂离子传输得快，快充和放电能力就会比较好。好比我们拿一杯电解液和一块硬的固体去测它们的导电率，液体电解质的导电性明显好于固态电解质。因此，长期以来没有太多人关注固态电池。”冯旭宁进一步解释。除了技术上的不成熟，成本偏高也是目前制约固态电池发展的因素之一。“在规模化生产和使用之前，固态电池的成本肯定是比较高的，但未来其成本还是能降下来的。因为从电池生产的发展历程来看，如果它能够满足所有的性能要求，成本下降指日可待。” 冯旭宁表示。“虽然现在全固态电池应用于新能源汽车的技术还不够成熟，但是，目前中国和日本在全固态电池研发方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量产全固态电池。”冯旭宁表示，未来想要实现规模化生产的固态电池显然是有可能的。沈建斌则进一步表示，固态电池的发展还有很长一段路要走，预计其实现小规模量产或是在2020年以后，大规模应用则需要更长的时间。
来源：中国能源报
固态电池商用前景引关注
“虽然现在全固态电池应用于新能源汽车的技术还不够成熟，但是，目前中国和日本在全固态电池研发方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量产全固态电池。”近年来，锂电池安全事故频发，多个电动汽车品牌屡次发生“自燃”事件，引发公众对锂电池安全性的担忧。在此背景下，越来越多的企业把目光投向了更轻、更安全且充电更快的固态电池。日前，雷诺汽车高级副总裁吉尔斯·诺曼德就公开表示，到2025年，雷诺旗下电动汽车可能会使用钴含量为零的固态电池。据悉，新一代的固态电池产品将由电池公司Ionic Materials提供技术支持，该公司将在美国密歇根州Romulus电池工厂制作固态电池，并拟于今年年底前进行OEM测试。为规避资源制约而研发无钴电池事实上，早在2018年初，雷诺-日产-三菱联盟就已在无钴固态电池领域进行了布局。彼时，其设立了10亿美元风投基金，首个投资即为Ionic Materials公司的无钴固态电池研发。同年3月，丰田及雷诺-日产-三菱联盟还分别表示，拟在2022年至2025年间推出搭载固态电池的电动汽车。“从技术角度看，目前传统锂离子电池的能量密度已达到上限，很难再有突破。同时，由于传统液态锂离子电池中的隔膜和电解液占用较大，且液态电解质在高温下会产生氧化分解、产生气体、发生燃烧等安全问题，所以，目前既能达到高能量密度又能兼容高安全性的固态电池正逐渐成为动力电池技术未来发展的重要方向。”汽车分析师沈建斌告诉记者，固态电池使用的是固体电极和固体电解质，其不仅可以有效减少电池的体积和质量，同时还能有效提升电池的能量密度。“这是针对当前锂电池高能量密度和高安全性相矛盾的特点延伸出来的技术路线，安全指数更高，因而获得车企的青睐不足为奇。”记者注意到，雷诺汽车计划使用的是零含钴量固态电池，而这与普通的固态电池又有何区别？“钴是目前锂离子电池中所必需的贵金属，但其产量稀少，过于依赖它势必会影响到未来电动汽车的发展。”沈建斌坦言，雷诺选择零含钴量固态电池，或是为了消除对钴的依赖，更好地降低成本和避开资源制约。据了解，目前布局无钴电池的车企并不止雷诺一家。松下就曾在2018年宣布，计划在2-3年内将大规模生产的电池钴含量降低一半。而特斯拉CEO马斯克也同样表示过，想要将钴的使用量直接降为零。“这是车企在布局和规避钴资源的制约。”沈建斌表示。技术成熟度仍待加强作为动力电池未来发展的一个重要方向，尽管目前固态电池技术已经得到突破，但业内却普遍认为，由于目前的生产制备成熟度还有待加强，规模化、自动化的生产线还需要进一步研发，固态电池距离产业化、商业化还有一定的距离。“当前市面上的固态电池，通常是有机电解液里面加了一些固态，或者是在固态里面加了有机电解液，安全性好不好，取决于液态电解液所占比例的多少。想要高安全性，还是全固态电池更安全，但全固态电池是一个非常困难的研究方向。”清华大学电池安全实验室主任冯旭宁坦言。“用户希望电池的导电率特别高，因为这样锂离子传输得快，快充和放电能力就会比较好。好比我们拿一杯电解液和一块硬的固体去测它们的导电率，液体电解质的导电性明显好于固态电解质。因此，长期以来没有太多人关注固态电池。”冯旭宁进一步解释。除了技术上的不成熟，成本偏高也是目前制约固态电池发展的因素之一。“在规模化生产和使用之前，固态电池的成本肯定是比较高的，但未来其成本还是能降下来的。因为从电池生产的发展历程来看，如果它能够满足所有的性能要求，成本下降指日可待。” 冯旭宁表示。“虽然现在全固态电池应用于新能源汽车的技术还不够成熟，但是，目前中国和日本在全固态电池研发方面都走在世界前列，也最有希望率先做出量产全固态电池。”冯旭宁表示，未来想要实现规模化生产的固态电池显然是有可能的。沈建斌则进一步表示，固态电池的发展还有很长一段路要走，预计其实现小规模量产或是在2020年以后，大规模应用则需要更长的时间。
来源：中国能源报
全球动力电池装机量首下跌 与中国市场密切相关
中国新能源补贴退坡，这对新能源车企以及动力电池企业带来一定冲击。不过，依然有一些企业通过采取种种措施实现突围。16日，国际动力电池市场调研机构SNE Research发布最新一期动力电池市场报告，2019年8月全球汽车动力电池装机量为7.1GWh，相较去年同期下降10.0%，这也是自2017年以来月度装机量首次呈现同比下降态势，而在装机量排名前十的企业中，有六家企业呈现下跌。其中，下跌幅度最大的是比亚迪，该司产品8月装机量为0.398Gwh，相较去年同期下滑幅度达61.1%，而国轩高科、格派新能源以及日本松下也均呈现下跌态势，此外装机量前十企业以外的企业装机量的同比下滑幅度也接近六成。不过，也有一些逆势上行的企业。宁德时代在今年8月全球市场的动力电池装机量为2.4Gwh，相较去年同期上涨49.4%，位居全球装机量第一。此外，韩系动力电池企业LG化学的当月全球装机量也同比增长近近八成。同时，宁德时代披露的2019年第三季度也显示，该公司预计前三季度归属于上市股东的净利润为30.9亿元至35.7亿元，同比增长幅度为30~50%。SNE Research的CEO金炳周（音译）向第一财经记者表示，全球动力电池装机量首次呈现下跌的背后，这与中国市场有密切的联系。根据中汽协最新披露的数据显示，2019年9月，新能源汽车销售量为8.9万辆，同比下降达29.9%，连续三个月出现下降态势。金炳周认为，由于中国市场在全球新能源车市中所占到的比重太大，导致补贴出现退坡以后，中国新能源汽车的生产成本出现上涨，车企也将成本转嫁至动力电池企业等配件企业层面，中国多个动力电池企业的装机量出现了“断崖式”的下滑。“尤其是比亚迪，受到公司自家新能源汽车销量下滑的影响，此外未能够及时迈出为其他车企供应动力电池的步伐，成为其出现快速下跌的重要原因。”金炳周说。“此外，作为松下的客户，特斯拉在上海新工厂与LG化学展开合作，对于松下的市场表现也呈现负面的影响，反向对LG化学的装机量则呈现正面的影响。”金炳周表示，宁德时代的增长则由于更多方面的原因，一方面搭载宁德时代的中国国产汽车销量增加，同时宁德时代自身也在向商用车、海外市场进行扩张，这也使其在中国市场出现调整的情况下，能够更加有效地进行应对。近日，宁德时代方面曾宣布与大众（拉美）卡客车公司签长期战略合作协议，将就电池开发、制造、回收等地全周期电池解决方案展开合作，共同推进商用车电动化的进程，并共同组建国际商用汽车电动联盟。目前，国内电动汽车市场在全球市场占比超过五成，而与此同时，随着宁德时代与比亚迪等头部动力电池企业市场占有率逐步提高，一方面缺乏资源及技术的中小企业面临更大压力，另一方面头部梯队的企业的技术路线之争也在持续。根据乘联会秘书长崔东树的测算，目前国内动力电池企业中，第一名及第二名之间的差距逐步拉大，此外3~10名的企业每个月都在发生变换，虽然每家企业也通过绑定车企、整合上下游的方式进行竞争，但与头部企业仍然拉开距离。在此背景下，宁德时代在2019年通过产能增大、上下游融合与技术团队扩大方面，试图保持其头部市场优势，并通过收购海外企业、与跨国车企合作等方式，谋求在海外市场的机遇，而比亚迪则在加紧推进2022年实现分拆动力电池业务的目标，并与奥迪、丰田等车企达成合作意向，此外随着新能源补贴退坡的时间接近，韩系动力电池企业LG化学在新港第一工厂已经投产的背景下，位于南京滨江开发区的第二工厂（LG化学滨江新能源科技公司）正着手在华招聘核心生产岗位。金炳周认为，2019年全球电池产量仍然不足，所以要更多的产能准备，但其中绝大多数的市场份额都将属于头部企业。对于目前的市场状况，一位要求匿名的本土中型动力电池企业负责人表示，目前，动力电池市场的窗口期及增长机会仍然还在，而由于补贴所引发的市场下跌也终究是市场化过程中应当经受的痛苦过程，但随着市场竞争导致“大客户”对于动力电池企业的业绩影响愈加增大，拥有技术优势的头部及外资企业将积极争夺整车厂客户及资源，而更多小企业的日子只会更加难过。
来源：第一财经
动力电池回收指南征求意见 分类操作可行性成企业争论焦点
随着新能源汽车产销量的不断增长，废旧动力电池回收日益受到关注和重视。然而，动力电池回收不同于普通物资回收，因其具有一定危险性，并且操作不当会带来污染等问题，需要更严格的标准来保障行业的健康发展。近日，行业内讨论多次的《新能源汽车动力蓄电池回收服务网点建设和运营指南》（以下简称《指南》）开始征求意见。这是去年出台《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理暂行办法》（以下简称《暂行办法》）后的又一重要政策。《指南》公布后，《中国汽车报》记者采访了企业相关人士，但却听到了两种不同的声音。一方认为，《指南》要求严，操作难度大；另一方则认为，严要求有利于行业发展，操作难度并不大，关键是整车厂和回收处理企业如何分好工。■标准适时出台引导行业健康发展目前，我国新能源汽车累计产销量已超过210万辆，已成为全球最大的新能源汽车动力电池生产和消费国，截至去年底，我国动力电池装机量已经超过150GWh。到目前为止，新能源汽车示范推广已经超过10年，逐步迎来了动力电池回收的高峰期。有机构预测，从2018年开始我国动力电池报废量会呈现翻倍式增长。然而，废旧动力电池的回收并不是一件容易的事，在我国汽车产业发展过程中，曾经出现过铅酸蓄电池回收的惨痛教训。有数据显示，我国每年报废的330万吨废旧铅酸蓄电池，正规回收的比例不到30％，大量的废旧铅酸电池进入了“黑市”。出现这种现象的一个重要原因就是，动力蓄电池回收管理体系不完善。为了扭转不利局面，避免重走铅酸电池报废回收的老路，去年我国出台了动力电池回收《暂行办法》。按照《暂行办法》的要求，确定了第1批《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》企业名单，5家企业分别是衢州华友、豪鹏科技、格林美、邦普循环和光华科技。浙江华友循环科技有限公司总经理鲍伟在接受《中国汽车报》记者采访时说：“有些企业和投资机构误以为动力电池回收是一片蓝海，纷纷冲进动力电池回收领域。但同时，动力电池回收的政策不明确、标准也不规范，造成了一定的市场混乱。”鲍伟表示：“从公开数据来看，我国已有较大数量的废旧动力电池需要回收处理，但从实际情况来看，正规企业回收的数量并不多。这需要探究一下原因，是当初的预估数据高了？还是大部分流入了非正规渠道？”面对行业乱象，也为了进一步做大做强回收市场，高标准、严要求的《指南》适时出台，为行业健康发展带来了积极影响。首先，在网点布局方面，《指南》要求，新能源汽车生产企业应在本企业新能源汽车销售行政区域（至少地级）内建立收集型回收服务网点，在本企业新能源汽车保有量达到8000辆或收集型回收服务网点的贮存、安全保障等能力不能满足废旧动力蓄电池回收要求的行政区域（至少地级）内建立集中贮存型回收服务网点。其次，在网点场地方面，《指南》要求，收集型回收服务网点的贮存场地面积应不低于15平方米，废旧动力蓄电池贮存量应不超过5吨；集中贮存型回收服务网点的贮存面积应不低于100平方米，废旧动力蓄电池贮存量应不超过40吨。第三，在日常运营方面，《指南》要求，新能源汽车生产及梯次利用等企业应依托回收服务网点，加强对本地区废旧动力蓄电池的跟踪。回收服务网点负责收集、分类、贮存及包装废旧动力蓄电池，不得擅自对收集的废旧动力蓄电池进行安全检查外的拆解处理。废旧动力蓄电池应规范移交至综合利用企业进行梯次利用或再生利用。第四，在安全方面《指南》的要求更高。《指南》指出，废旧动力蓄电池应独立贮存，不得与其他货物、废物混合，不得侧放、倒放，不得直接堆叠。A类废旧动力蓄电池应进行清洁等处理，B类及C类废旧动力蓄电池应进行绝缘、防漏、阻燃、隔热等特殊处理。处理后的废旧动力蓄电池应正立放置于货架上，且应预留出电池起火辐射范围。多氟多化工股份有限公司总经理赵永锋告诉记者：“高标准、严要求的《指南》给行业发展带来了积极和正面的影响。”■一方观点：操作难度大部分条款需修改不难看出，《指南》将对行业发展起到积极的引导作用，不过，对于具体实施内容，企业却表现出了不同态度。有企业反映并不是所有条款都实用，操作难度也比较大。首先，将动力电池与铅酸电池同等对待并不合适。一般认为，铅酸电池造成的环境污染主要有重金属污染和电解液污染，在这两方面我国都曾有过惨痛的教训，因此对铅酸电池的报废回收也有严格要求。成都新能源汽车推广产业应用促进会法定代表人兼秘书长、成都雅骏新能源汽车科技股份有限公司副总裁范永军告诉记者，《指南》对动力蓄电池提出了和铅酸蓄电池同样的严格要求，但他认为这种规定并不符合实际，且要求过于严格。范永军指出：“在新能源汽车动力电池中，镍镉电池的污染比较大，但镍镉电池已经基本被禁止生产，目前主流的锂电和镍氢电池都是相对比较环保的绿色电池。即便电解液有所泄露，也不会对环境造成污染。”其次，回收企业没有分类处理能力。近年来，社会上不时曝出动力电池起火自燃的新闻，即使拆解下来的动力电池静止放置，也可能会自燃。显然，起火自燃成为目前动力电池最大的安全隐患，为了防范这种安全事故，《指南》对动力电池回收提出了分类处理的要求。不过，对此范永军却认为，动力电池标识溯源管理主要是为了梯次利用，对于《指南》分别规定的A类、B类、C类电池的处理要求，回收网点如果没有相应的检测设备，很难判断属于哪一类电池。另外，判断属于哪类电池对回收网点人员的技术要求比较高，回收网点工作人员普遍不具备这种能力，同时企业还需要投入大量的设备，成本较高。“这种分类工作应该由综合处理机构去完成。”范永军说。在具体条款上，范永军也提出了修改意见。“既然回收服务网点不能从事除安全检查外的拆解工作，就没有必要规定废液收集处理作业示意图。“他说。■一方观点：操作难度不大成本才是真正的坎据了解，《指南》是在业内经过长期讨论，大部分内容得到充分沟通的情况下制定的。也因此，《指南》的发布具有很强的指导性，如有很多量化的数字，具有明确的操作要求。对于《指南》的具体规定，不同于范永军的观点，鲍伟则认为，动力电池的分类检测难度并不大。鲍伟告诉《中国汽车报》记者，所有动力电池的历史数据都在整车厂，用历史数据进行大数据分析可以判断出这些电池的情况，比如，是否漏电，绝缘情况如何，是否符合防水要求，是否烧过电解液。“总体来看，这些检测操作难度不大。”他说。在鲍伟看来，在废旧动力电池检测过程中，最大的难点在于有些电池从表面上看不出问题，但事实上却存在着安全隐患。但他也同时强调，即使这些表面不存在问题的电池，整车厂也能检测出来。“整车厂有完整的电池资料和通讯协议，分类检测的难度不大。”鲍伟认为。按照《指南》的要求，废旧动力电池分成A、B、C三类之后，回收企业能够比较恰当地处理回收电池。“这就要求前端的回收检测必须做到位。”鲍伟指出，“前端必须把好关，不能指望后端分类之后再处理。现实的情况是，通讯协议只有整车厂才有，回收企业没有通讯协议不可能把废旧电池进行分类，所以还需前端的整车厂提前做好分类工作，否则后端的回收企业无法分类，会增加回收处理的难度。”鲍伟告诉记者，《指南》的高标准、严要求给回收企业带来的真正挑战在于成本的大幅提升，如何控制成本成为企业必须考虑的问题。不过，目前《指南》还只是征求意见阶段，正式公布之前还会有修订的可能。鲍伟告诉记者：“可能会对一些具体数据进行修改，但无论怎样修改，修改的方向都将始终围绕安全性。”不过，鲍伟也指出了《指南》的不足。他说，《指南》不具有强制约束力，因为没有设置奖惩措施。“《指南》不能只提要求，没有奖惩，这会造成合规企业的成本越来越高，不合规企业反而钻了空子。”鲍伟说。
来源：中国汽车报
当诺贝尔奖的光芒照亮动力电池，技术突破还会远吗？
2019年度诺贝尔化学奖，授予了美国科学家约翰·古迪纳夫、英国科学家斯坦利·惠廷厄姆和日本科学家吉野彰，以表彰三位科学家在锂离子电池研发领域的贡献。正是这三位锂电池之父，带领汽车产业敲开了新能源电动汽车的大门。而锂电池带给汽车业的是从化石燃料转至清洁能源的跨越式改变。从钴酸锂电池、锰酸锂电池，到磷酸铁锂电池、三元锂电池，以及最新前沿的全固态电池，看似遥远的诺贝尔光芒，已经照亮了动力电池产业。漫漫锂电池征程纵观锂电池发展史，锂电池在汽车领域的初亮相，三位科学家功不可没。首先要提及的是英国科学家惠廷厄姆，他采用硫化钛作为正极材料，金属锂作为负极材料，制成了世界上首个新型锂离子电池。随后，美国科学家古迪纳夫等人发现锰尖晶石是优良的正极材料，具有低价、稳定和优良的导电、导锂性能，而这一材料成为了目前广泛应用于生产生活中的锂电池正极材料。继惠廷厄姆发明了可充电锂电池后，经过反复实验计算，古迪纳夫发现了比先前的硫化钛更适合做锂电子电池阴极的材料——层状结构的钴酸锂。而日本科学家吉野彰则在古迪纳夫的研究基础上，发现了更适合的含锂化合物阳极材料，确立了现代锂电池的基本框架。吉野彰设计的锂离子电池以碳基材料为阳极，以钴酸锂为阴极，完全去除电池中的金属锂，采用了含锂化合物，提高了安全性。1991年，两人合作发明的锂离子电池被索尼公司推向市场，标志着锂离子电池的大规模使用。根据正极材料的不同，这种锂离子电池被称之为“钴酸锂电池”。作为锂电池的鼻祖，钴酸锂电池作为动力电池在电动汽车中的应用并不多。最早用于特斯拉Roadster上，但由于其循环寿命和安全性都较低，事实证明其并不适用作为动力电池。为了弥补这一缺点，特斯拉运用了号称世界上最顶尖的电池管理系统来保证电池的稳定性，但仍无法摆脱安全性的问题，尤其是在剧烈撞击之下。稳定性和成本问题阻碍着钴酸锂电池的普及，使其只能应用于日常3C产品之中。随后，新能源电动汽车也经历过锰酸锂电池时代，该电池由日本AESC提出，最早应用于日产聆风之上，价格低，能量密度中等，安全性也一般的性能，让其逐步被新的技术所替代。磷酸铁锂电池的问世，才算是真正意义上改变动力电池生产和使用现状。相较于钴酸锂的层状不稳定结构，磷酸铁锂电池的空间骨架结构更稳定，锂离子在骨架的通道中也能快速移动。同时，更为廉价的原材料价格，也让磷酸铁锂制造成本更低。尽管磷酸铁锂电池至今仍经久不衰，但其能量密度较低也是不争的事实。因此，尽管其具有高安全性，但其能量密度低会导致其装机电池重量大，目前更多的是应用于新能源客车领域。但2016年以来，三元锂电池开始进入人们的视野。三元锂电池指的是阳极材料使用镍钴锰三种材料按一定比例混合搭配的锂电池，根据材料配比的不同分为不同型号，也因此具备了更多的研究拓展方向。在能量密度方面，三元锂电池明显地优于磷酸铁锂电池。而且由于研究尚处于开始阶段，能量密度的提升甚至技术的突破可能更多，因此，三元锂电池成为更多厂商的选择。目前，主流的动力电池制造商三星、LG化学、宁德时代等都将其作为主攻方向之一。就目前的国内市场而言，三元锂电池虽然兴起较晚，但作为最新最热门的动力电池选择，装机量仍不断增长。高工产业研究院(GGII)最新发布的《动力电池月度数据库》统计显示，2019年1-8月国内动力电池装机量约38.4GWh，同比增长66%。其中，前8月三元锂电池装机电量约为25GWh,同比增长85%；磷酸铁锂电池在新能源客车和专用车中装机量比较大，逐步回暖。热失控难以规避？但随着电动汽车的兴起，动力电池产业的快速发展，其问题显现得也更快。自燃问题首当其冲，热失控成为电动汽车企业尤其是动力电池生产商最为困扰的问题。有研究表明，热失控是引发电动汽车自燃的主要原因之一。在“第三届国际电池安全研讨会(2019IBSW)”上，中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高表示，导致热失控的原因中，正极释氧、负极析锂、隔膜崩溃是三个主要原因。理论上讲，除了机械碰撞、充电过充等操作问题，正极和负极结合的时候，负极被氧化，正极释氧与负极反应剧烈放热，也可能导致热失控。而随着隔膜性能的不断增强、正极三元材料镍含量不断提高、释氧温度不断下降，正极材料热稳定性也会随之降低。此外，欧阳明高表示，全生命周期安全性中最主要的影响因素就是析锂，如果没有析锂衰减，电池安全性并不会变差。同样是析锂，析锂的多少导致的结果明显不一样，析锂多的放热量大，析出锂会直接跟电解液发生剧烈反应，引发大量温升，将直接诱发热失控。一位从事锂电池研究的工程师10月10日在接受新京报记者采访时表示，如果锂离子在析出的过程中不能完全嵌入阴极材料，使得部分锂沉积在阴极材料表面，形成尖锐的峰状结构，进一步发展就容易刺穿隔膜，导致电池内部短接，进而热失控引发燃烧爆炸。古迪纳夫曾在2017年2月接受访谈时表示，对于电动汽车中的锂离子电池而言，问题就在于它使用的易燃性电解液，除了易燃性外，当金属锂和盐析出形成枝晶之后，很容易刺穿隔膜导致内部短路，引发燃烧；同时，锂离子电池保持长寿命的工作电压很有限。古迪纳夫认为，锂离子电池的安全问题目前还是比较明显，过度充电等问题很容易造成锂离子电池的安全性出现问题。此外，管理好电池也是电动汽车使用时的一大笔支出。全固态电池时代即将来临吉野彰认为，锂电池未来应用于电动汽车等势必会有更多进展，如果将锂电池应用于新用途、新领域时，必须进行技术改良，但关于锂电池还有很多未知事项。古迪纳夫正在进行的全固态电池研究，便是对锂电池未知事项的探寻。全固态电池将原先的液态有机电解质换成一种全新的固态电解质。固态电解质不仅能够保证原有的储电性能，还能防止枝晶问题的产生，而且更安全，更廉价。目前困扰锂电池的安全问题都将因为全固态电池的出现而改善或解决。在固态电解质选择上，葡萄牙物理学家布拉加为其提供了一种具有良好的锂离子传导能力的玻璃，古迪纳夫立即将这种玻璃引入到全固态电池的研发中。目前，全固态电池的研发已初露端倪，相关成果已经在多个权威刊物上得以展现。锂离子电池甚至是动力电池的未来正在被这位97岁的科学家所改变着。国内方面，宁德时代在聚合物和硫化物基固态电池方向分别开展了相关的研发工作并取得了初步进展；国轩高科已在日本研究院开展相应固态电池技术研发。而万向一二三和材料公司Ionic Materials对外宣布，共同开发出一款具有高能量密度、高安全且不使用易燃液体电解质的电池。此外，赣锋锂业与中科院宁波材料所合作共建的“固体电解质材料工程中心”也已经在全固态电池无锂征集研究方面取得进展。国外方面，由日本新能源产业技术综合开发机构牵头投资100亿日元，丰田、本田、日产、松下等23家日本汽车、电池和材料企业，以及京都大学、日本理化学研究所等15家学术机构将共同参与研究，计划到2022年全面掌握全固态电池相关技术。而固态电池作为动力电池未来的发展方向，尽管技术层面已经取得一定程度的突破，但目前的生产制备成熟度还需要加强，规模化、自动化的生产线还需要进一步研发，距离产业商业化还有一定的距离。有业内人士分析认为，目前产业布局才刚刚开始，要想真正实现小规模量产预计在2020年以后，大规模应用则需要更长的时间。
来源：新京报
