随着新能源汽车时代的到来,许多车企为了能做出性价比最高的汽车,纷纷在电池上下功夫。其中半固态电池,就属于顶尖的前沿技术产品。

国内某新能源车龙头企业,还将其运用到了自家最新款的产品上面,据说测试效果超乎想象。

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简单来说,半固态电池,其实是锂离子电池到固态电池上的过渡产品。为什么会有半固态电池这个过渡产品,它的性能可以达到什么地步?

那我们就要先来了解一下固态电池。

150-200度正常工作的电池

顾名思义,固态电池的电解质,就是由固体打造的。它依靠锂离子在正负极之间迁移,所以无需电解液,就能实现通电的效果。

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相比于普通的锂离子电池,固态电池可谓是优势多多。首先,它不会像液态锂离子电池那样,产生大量的锂枝晶。

很多人可能不知道,一般的液态锂离子电池,大多都会产生锂枝晶一类的物质。当电解液中的锂枝晶长到一定程度,就会直接刺破正负极隔膜。在这种情况下,锂电池就会出现短路问题。稍有不慎,电动车就会自燃或爆炸。

而固态电池不一样。由于固态电池的电解质是固体颗粒,所以它无法生出像锂枝晶一样的刺状物,这样就避免了汽车自燃现象的发生。

不过就算固态电池中的正负极隔膜破了,其实也没什么事。因为固态电池中没有液体流动,所以它的正负极不会短路。也就是说,根本没有爆炸的可能。

有关工程师就曾利用固态电池做过许多针刺试验,他们发现电池确实不会爆炸。由此可见,固态电池的安全可以得到保证。

最关键的是,由于这些固体电解质的机械强度很高,所以它能承受剧烈的碰撞和挤压。就算撞车了,电池也不会有事儿,启动电机照样能跑个来回。

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除了抗击打能力比较强以外,固态电池的温度适应范围也特别广泛。如果是普通的锂离子电池,它在80度以上就会着火。但如果换作固态电池,就可以承受150-200度的高温。

半固态的泥浆电池

有科学家就曾做过设想,假如把固态电池进行量产以后,说不定能将其运用到石油勘探、地下钻井和航空航天当中。

可见,在未来的各个领域当中,固态电池很可能会取代锂离子电池,成为电池界新的王。

当然了,抛开抗击打能力和耐高温能力不谈。固态电池的能量密度,也是它身上的一大亮点。

刚才也提到过,固态电池的电解质耐热性很强。在这种情况下,固态电池就能省去很多冷却物料,从而减少不必要的体积和质量。

固态电池有着极高的能量密度,大概能达到400-500Wh/kg,是锂离子电池的2-3倍

这么看来,一旦固态电池真正上市,锂离子电池的市场将会被切下一大块蛋糕。

说了这么多,很多人可能会问了,既然固态电池这么厉害,那半固态电池又是啥?

这个所谓的半固态电池,其实是从电解质的物料状态进行界定的。众所周知,自然界有常规三态,分别是气态、液态、固态。而半固态电池中的这个“半固态”,指的就是泥浆态。

那这些“泥浆”到底是什么呢?其实就是固态粒子与电解液的混合物,这些“泥浆”也就是半固态电池的电解质。这种泥浆一共有两束,其中一束带正电,另一束带负电。当两束泥浆通过一个透水的膜时,就会交换锂离子。在这种情况下,电流就随之产生了。

由于半固态电池中满是这类泥浆,所以某些人也把半固态电池称为泥浆电池。

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关于这种泥浆电池,美国麻省理工学院的科研人员,就曾做出过一个现成品。根据他们的方案来看,泥浆电池的成本,仅为现在汽车电池成本的1/3。但它的性能,却是正常电池的2倍。

如果将其打造成汽车电池,仅需充一次电,就能让汽车跑300公里,这个性能其实已经可以秒杀如今的大部分汽车了。毕竟现在许多电车号称可以跑400公里,其实连200公里都跑不到。

1000公里续航里程

在充电方面,科研人员表示,泥浆电池目前有两种充电方式。

第一种就是直接前往充电桩,让工作人员抽出那些失效的泥浆,然后注入新泥浆。第二种就是直接给泥浆充电

相比于后者,前者只需几分钟就能搞定,就跟现在的电车换电池一样。

其实像这类半固态电池,我国有多家企业已经将其运用到汽车领域了。

比如我国某新能源车龙头企业,曾直播展现旗下半固态电池性能。在上海-2℃的天气情况下,配置150kWh的半固态电池的车,突破了1000公里的续航挑战,一时间惊煞旁人。

当然了,面对此次成功的演示,该车企创始人也并没有飘。他诚恳的表示,如今的半固态电池汽车,依旧难以量产,而且产品的良品率也极低。所以要想等这类汽车上市,估计没有个三五年搞不定。

其实在很早之前,也有车企也曾搞过这类新式电池车。当时测试的是全固态电池。从测试结果来看,搭载了全固态电池的新车,充电10分钟,直接跑了1200公里,效果还算不错。

然而,测试工程师表示,这种汽车的充放电循环次数不行。充电次数多了,电池效能就降下来了。所以固态电池仍旧存在许多瓶颈。

除此之外,像固固界面问题,也是固态电池难以逾越的一道难关。根据试验测试结果来看,固态电池中的颗粒,在充放电过程中,体积会变大或变小。

在这种情况下,颗粒之间就很容易产生缝隙,进而影响离子和电子的传输。一旦这两种物质传输受阻,电池的功效也就大打折扣了。

总之,在固态电池和半固态电池的研制上面,还有很长的路要走。如果克服不了这些问题,那那些PPT上的亮眼产品,无非只是昙花一现罢了。