据外媒报道,2025年固态电池将和锂离子电池一个价。固态电池相比于传统锂离子电池优势明显,不仅能量密度更高、充电速度更快,还大大提高了电池安全性,但由于成本等原因,固态电池未能大规模商用。到2025年,将会看到固态电池技术的首次商业应用,这毫无悬念将是电动汽车的重要里程碑。


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锂电池延续快速降价趋势,2025年全球锂电池市场规模超6000亿元。电动汽车电池组平均成本由2010年时超1000美元/kWh急剧缩减至2019年时156美元/kWh。根据2020年8月的第十二届中国汽车蓝皮书论坛上相关公司领导表态,到2025年,电池售价将降至目前一半以下,届时三元锂电池售价约为500元/kWh,磷酸铁锂电池售价约为400元/kWh。


各类型固态电池的电芯封装技术大同小异,差别主要体现在电极和电解质的制备工艺。全固态锂电池根据电池形态可以分成薄膜型和大容量型两大类。(1)制备氧化物电解质时,涂布后需烧结以提高致密度,但高温烧结消耗大量能源并需补充大量锂盐以补偿锂损失,成本高昂。(2)硫化物电解质制备不需烧结步骤,适合采用涂布法生产。但电池界面接触差,通过涂布+多次热压、添加缓冲层可适当改善界面性能;(3)聚合物固态电池可采用卷对卷生产方式,技术相对成熟,成本低廉;(4)锂箔(锂负极)要求厚度在50μm以下,压延次数越多,厚度越小,难度越大,成本越高;(5)固态电池电芯装配无需注液步骤,简化了生产过程。


电解液添加剂是一类添加量较少,可以显著改善电池一种或几种性能的物质,一般分为阻燃添加剂、防过充添加剂、成膜添加剂、电解液稳定剂和其他添加剂。其中,成膜添加剂一般选用还原分解电位较高的化合物,在首次充放电时能够先于电解液的其他溶剂成分分解,在负极表面形成稳定的SEI层(允许锂离子自由进出电极而溶剂分子无法穿越的钝化层,阻止溶剂分子对电极的破坏,提高电极的嵌脱锂容量),从而保护电极免受溶剂分子的破坏,提高电池寿命与安全性。碳酸亚乙烯酯(VC)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、乙烯基碳酸乙烯酯(VEC)和1,3 –丙磺酸内酯(1, 3-PS)是几种使用最广泛的成膜添加剂。


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