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天人地 2024-03-05 11:56

充电10分钟可以跑1200公里,日本丰田官方宣布电池技术取得重大突破!

据英国《金融时报》报道,日本丰田在固态电池上取得了重大突破,丰田官方宣布他们的研发人员制造出了一款超级电池,这款电池充电10分钟就可以让汽车行驶1200公里。



消息一出,我们国内的一些媒体立马跟着哀嚎,中国在电动车领域布局这么多年,这是要被日本弯道超车了吗?别急,先来看看日本搞的这个超级电池究竟是什么?



固态电池这个概念并不新颖,十几年前各国就开始研究了。
什么是固态电池呢?
简单来说就是使用固体电解质的锂电池,我们市场上的常规锂电池使用的都是聚合物电解质,电池在充放电时电解质会有液体析出,固态电池完全不存在液体。
固态电池的好处有很多,首先它没有电解液和隔膜,在充电时效率会更高,大约为传统锂电池的2.5倍。尽管如此也不可能达到丰田所说的,10分钟充满行驶1200公里的电。



固态电池的第二个优点是能量密度高。它的阴极可以使用纯锂,现在普通的聚合物锂电池负极需要嵌套石墨,石墨在充电时不参与得失电子,这样就造成了体积和重量的浪费。全部换成金属锂整个负极全都参与充放电反应,这样电池的能量密度就可以提高很多。



固态锂离子电池在理想状态下能量密度可以达到600W/kg,这个能量密度是磷酸铁锂的三倍,因此丰田把车子减配后,加上固态锂离子电池真的可以跑1200公里,这个数据不算夸张。今年我们有很多家车企都推出了航程在1000公里左右的样车,这些车搭载的还是普通的锂电池。



固态电池的第三个优点是安全。我们使用的聚合物电解质在高温情况下容易起火,目前市面上只有磷酸铁锂和比亚迪的刀片电池能够经得住穿刺试验。特斯拉之前使用的三元锂电池,在穿刺的时候就会产生大火。电池在短路时也会产生火灾,固态锂离子电池没有这个缺点,它短路后不会燃烧。



固态电池的第四个优点是低温衰减小。固态电解质对于温度的变化不怎么敏感,不像聚合物电解质,寒冷会严重地阻碍内部锂离子的运动速度,固态锂离子电池可以在我国东北地区使用。



既然固态电池性能这么好,为什么我国的科研人员没有在这上面发力呢?
其实宁德时代和比亚迪早就在研发固态电池了,只不过效果不怎么理想。宁德时代的老总曾对记者说,固态锂离子电池仍有很多缺陷,目前的物理手段无法解决,只能期待材料学上的突破了。因此,目前固态电池不能形成产业优势。



固态电池最大的缺陷就是循环寿命问题。固态电池在循环过程中由于枝晶问题,会造成应力堆积,电化学性能降低的速度很快,固态电池的循环寿命目前没有超过100次的,甚至还不如传统的铅酸电池。
固态锂离子电池的成本高昂,并不是丰田宣传的那样价格便宜,就拿手机使用的电池来说,如果换装成固态电池,那么同等能量下固态锂离子电池需要1.5万元,这个价格消费者可接受不了。



日本的固态锂离子电池与其他国家的还不一样,他们使用硫化锂和硫单质来充当电解质。当硫单质与金属锂一起碰到水后,就会形成硫化氢气体,这是一种剧毒的物质,所以固态电池里是一点都不能有水,必须保持绝对的干燥,这对电池的封装要求就很高。



其实这不是丰田第一次宣布固态锂离子研制成功,早在2010年丰田投资的新能源实验室就对外宣称研制出了充电10分钟,能让汽车跑1000公里的电池。2021年日本又宣布研发出了充电10分钟,可让汽车跑500公里的电池。这一次还是老配方,充电10分钟,行驶路程增加了一倍。这些电池都有一个共性,它们都没有走出实验室。这一次丰田信誓旦旦的说要到2027年开始量产,不知道四年后他们能否拿得出来。



英国《金融时报》发布文章没几天就被英国政府勒令删除,理由是涉嫌虚假宣传,看来英国政府也不相信丰田官方公布的成果。有学者推测丰田这是在找存在感,在新能源行业造势。之前丰田把宝押错了地方,去研究氢能源汽车,浪费了太多的经历,丰田汽车现在亟待转行,所以丰田才释放出这个烟雾弹。



jjybzxw 2024-03-05 17:39

丰田最近宣布了一项关于固态电池的重大技术突破,这种超级固态电池具有极高的能量密度和安全性。丰田表示,这种电池可以在10分钟内充满电,支持电动汽车行驶1200公里。这一突破性进展将为电动汽车领域带来革命性的变革。

超级固态电池的主要优势如下:

1. 高能量密度:超级固态电池采用了先进的电解质和电极材料,使得电池的能量密度大大提高。这意味着电动汽车可以在更轻的重量下实现更长的续航里程,从而减少充电次数和时间。

2. 快速充电:超级固态电池可以在10分钟内充满电,这使得电动汽车的充电时间大大缩短,更加接近燃油车的加油时间。这将极大地提高电动汽车的使用便利性,吸引更多消费者选择电动汽车。

3. 高安全性:超级固态电池采用了固态电解质,消除了液态电解质可能引发的火灾和爆炸风险。此外,超级固态电池的结构更加稳定,不易发生变形和短路,进一步提高了电池的安全性。

4. 长循环寿命:超级固态电池具有较长的循环寿命,可以减少更换电池的频率,降低使用成本。这对于电动汽车的普及和发展具有重要意义。

丰田表示,这种超级固态电池有望在未来几年内实现商业化生产,并将首先应用于电动汽车领域。这一技术突破将为电动汽车的快速发展提供强大动力,有望推动电动汽车在全球范围内的普及。

以下是关于固态电池面临问题的详细解释:

1. 制造成本高:固态电池的生产过程涉及多道工序,包括电解质的制备、电极的制备、电池的组装等。这些工序需要高精度的设备和严格的质量控制,导致生产成本较高。此外,固态电池的生产规模目前还较小,无法实现规模效应,也是导致成本较高的原因之一。

2. 循环寿命短:固态电池在充放电过程中,电解质和电极之间会发生化学反应,导致电池性能逐渐降低。虽然固态电池具有较高的能量密度和安全性,但其循环寿命相对较短,可能需要更频繁地更换电池,增加了使用成本。为了提高固态电池的循环寿命,需要进一步研究和优化电池的结构和材料。

3. 材料供应问题:固态电池的生产需要使用到一些稀有材料,如锂、钠、钾等。这些材料的供应量有限,且分布不均,可能导致固态电池的生产受到限制。为了确保固态电池的可持续发展,需要寻找新的材料或者提高现有材料的回收利用率。

4. 技术难题:固态电池的研发过程中还存在一些技术难题,如电解质与电极之间的接触问题、电池的稳定性问题、电池的充放电速度问题等。这些问题需要进一步研究和解决,以提高固态电池的性能和可靠性。

总之,固态电池虽然具有很大的潜力,但目前还面临诸多挑战。各国科研人员正在积极研究和开发固态电池,相信随着技术的进步,固态电池将逐渐克服现有的难题,为电动汽车领域带来革命性的变革。在这个过程中,我们应坚定信心,继续加大研发力度,为实现电动汽车的可持续发展贡献力量。


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