一直被视作“实验室样品”的全固态电池,正加速从概念走向现实。

近日,国内首条大容量全固态电池产线建成,并正式进入小批量测试生产阶段。不少人关心,自概念诞生起就顶着“高能量密度”“高安全性”“耐极端温度”光环的全固态电池,能补齐电动车续航和安全方面的短板吗?

“全固态电池的核心,是用固态电解质替换掉了传统锂电池里的液态电解液隔膜。”天津大学研究员、中国材料研究学会常务副秘书长陈亚楠打了个比方:传统电池像吸饱水的海绵,一挤就会漏液;全固态电池则像实心的砖块,无论怎么碰形态都很稳定,也没有漏液风险。

电池安全,一直广受电动车用户关注。毕竟,传统锂电池一旦漏液或热失控,液态电解液会迅速燃烧,甚至爆炸。“固态电解质具备不可燃、耐高温的特性,可承受300℃-400℃的高温,远高于液态电解液100℃-200℃的耐受极限。”广汽集团固态电池平台高级经理史刘嵘说。

奇瑞实验室的测试更直观——就算用针刺、暴力挤压,全固态电池也能保持结构稳定,不起火、不爆炸。“这意味着,‘电车自燃’或将成为历史。”陈亚楠说。

解决了安全问题,电动车“续航短”“冬天掉电快”的痛点,全固态电池也能应对。从数据看,全固态电池能量密度轻松突破400Wh/kg(瓦时每千克),甚至能达到500Wh/kg,是主流液态锂电池的两倍多。“也就是说,目前续航500公里的电动车用上全固态电池后,续航里程有望突破1000公里。”史刘嵘说。

低温导致的电量衰减,同样不再是难题。在0℃环境下,传统液态电池电量可能掉30%以上;全固态电池对温度波动不敏感,固态电解质能支撑其在极端低温下稳定工作。

技术上的突出优势,让全固态电池的量产时间表成为产业竞争焦点。天眼查数据显示,我国现存2000余家固态电池相关企业,其中仅今年就新增40余家,产业热度可见一斑。“不过在量产‘前夜’,全固态电池还需要继续攻克界面稳定性电解质薄层化、成本高等难题。”陈亚楠补充,正因如此,半固态电池作为过渡方案已经率先上车应用。

那么,消费者啥时候能买到全固态电池汽车呢?

中国电动汽车百人会预测,2027年全固态电池将开始装车,2030年有望实现量产。专家指出,初期产品大概率先搭载在高端车型上,随着技术成熟、产能提升带动成本下降,普通消费者也将享受到这一技术红利。

“全固态电池的‘固’,是材料形态的‘固’,更是技术突破和产业信心的‘固’。”在陈亚楠看来,全固态电池有望重塑新能源汽车产业格局,更会渗透到消费电子、低空经济等领域,为人们带来更安全、更高效的新能源使用体验。

(科普时报记者 陈杰)

来源: 科普时报