近日,多家主流媒体报道我国科学家成功攻克全固态金属锂电池的“卡脖子”难关,让固态电池性能实现跨越式升级,以前100公斤电池最多支持500公里续航,如今有望突破1000公里。
日前,东风汽车官方发文称,其肩负“国家队”使命,持续推进固态电池技术研发和产业布局,目前已取得一系列成果。
目前,东风汽车已构建自主可控的固态电池供应链体系,相继掌握了电解质、隔膜、原位固化等核心技术,形成了240Wh/kg、350Wh/kg固态电池产品,最高续航里程也已成功突破1000公里。
奇瑞也展示了犀牛S全固态电池模组,采用原位聚合体系固态电解质、富锂锰正极材料等技术,电芯能量密度高达600Wh/kg,为当前主流磷酸铁锂电池(约180Wh/kg)的3倍以上,装车后,电动车整车续航里程将提升到1200-1300公里。
并且,该电池通过针刺、钻孔等极端安全测试,具备高安全性,奇瑞计划于2027年启动首批装车验证。
此外,为直观展示犀牛S全固态电池模组的安全性,奇瑞还对其进行了电钻钻空极限测试。
实验人员使用手持电钻,在固态电池样件上钻出一个孔洞,犀牛S固态电池未有任何异常,没有冒烟也没有热失控,展现出极强的安全性。
并且,犀牛S全固态电池被钻孔全程,仍能对外正常放电。
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电池充放电全靠锂离子在正负极间“往返跑”。锂离子相当于电池中的“外卖小哥”,负责把电子从电池正极送到负极,固态电解质就是“送外卖”所行驶的“高速公路”。
常用的硫化物固体电解质,硬度高、脆如陶瓷,而金属锂电极却软得像橡皮泥。这两种材料贴合时,就像把橡皮泥粘在陶瓷板上,界面处坑坑洼洼,难走的“路”会影响电池充放电效率,这正是固态电池还没有广泛走向市场的原因。
如今,我国多个科研团队纷纷出手,三大关键技术突破让“陶瓷板”和“橡皮泥”实现严丝合缝,有望解决固固界面的接触难题,彻底打通固态电池的续航瓶颈。
“特殊胶水”——碘离子
在电池工作时,会顺着电场跑到电极和电解质的接口处,主动吸引通行的锂离子过来,哪里有小缝隙、小孔洞,就自动流过去填满,电极和电解质就能自己贴得严严实实,从而突破全固态电池走向实用的最大瓶颈。
“柔性变身术”
中国科学院金属所的科学家用聚合材料给电解质打造一副“骨架”,让电池像升级版保鲜膜一样抗拉耐拽。弯折2万次、拧成麻花状都完好无损,完全不怕日常变形。在柔性骨架中加入一些“化学的小零件”,它们有的能让锂离子跑得更快,有的能额外“抓”住更多锂离子,直接让电池储电能力提升86%。
“氟力加固”
清华大学的科研团队用含氟聚醚材料改造电解质,氟的“耐高压本事”极强,电极表面的“氟化物保护壳”,能够防止高电压“击穿”电解质。这项技术在满电状态下经过针刺测试、120℃高温箱测试都不会爆炸,可以确保安全和续航“双在线”。