1、三元鋰離子電池組:技術成熟,當前占據(jù)市場主流

從產(chǎn)品成熟度角度來看,美國特斯拉Model系列車型已經(jīng)實現(xiàn)突破,Model3即將規(guī)模化銷量,進一步論證三元鋰動力鋰電池的可行性。Model3采用全新21700電池,相比18650電池在外觀上變長變粗,能量密度也提高了20%,單體電池容量可達3~4.8Ah,大幅提升35%。毫無疑問,當前三元鋰離子電池組已然為主流產(chǎn)品。

2、固態(tài)鋰離子電池:技術潛力大,有望成為未來的主流產(chǎn)品

從技術潛力角度來看,三元鋰動力鋰電池能量密度提升相對困難,全固態(tài)鋰離子電池能量密度提升,從理論上講更具可行性。一是全固態(tài)鋰離子電池電壓平臺提升,固態(tài)電解質(zhì)比有機電解液普遍具有更寬的電化學窗口,有利于進一步提升電池的能量密度;二是固態(tài)電解質(zhì)能阻隔鋰枝晶生長,材料應用體系范圍大幅提升,為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術奠定基礎。三是全固態(tài)鋰離子電池當前能量密度約400Wh/Kg,預估最大潛力值達900Wh/Kg,有超過100%的提升空間。固態(tài)鋰離子電池必將是未來的主流產(chǎn)品。

一般而言,三元鋰離子電池組液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆,在長期使用過程中容易觸發(fā)熱失控,在充放電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜,引起電池短路,造成安全隱患。但是全固態(tài)鋰離子電池則具有極高的安全性,其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,同時也克服了鋰枝晶現(xiàn)象,搭載全固態(tài)鋰離子電池的汽車的自燃概率會大大降低。

固態(tài)鋰離子電池的電解質(zhì)無需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問題，可以簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進一步減輕電池模組的重量，達到節(jié)能的效果。此外，全新的正負極材料配套可以使得電化學窗口達到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達到500瓦時/千克。

三元鋰離子電池組和固態(tài)鋰離子電池哪個好？

目前主流電動汽車普遍使用的三元鋰離子電池組，其實存在一定的缺陷，因為無論從化學結構是電池結構來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。假如不能把壓力及時傳導出去，電池就有爆炸的風險，今年發(fā)生的數(shù)起電動汽車自燃事件，也大半有此緣故。

綜合上述產(chǎn)品、技術、安全等方面的比較,全固態(tài)鋰離子電池在使用安全和技術潛力方面具有絕對的優(yōu)勢,但是三元鋰電在產(chǎn)品成熟度、市場滲透方面具有相當?shù)膬?yōu)勢。綜合來看,當前采用三元鋰離子電池組是純電動汽車最為明智的選擇。但是,一旦全固態(tài)鋰離子電池解決金屬鋰穩(wěn)定性差等問題后,將爆發(fā)強大的產(chǎn)品替代力,或將顛覆動力鋰電池產(chǎn)業(yè)格局。

從目前來看，僅憑借三元鋰離子電池組的技術研發(fā)，這一目標顯然已經(jīng)無法實現(xiàn)。而為了保證動力鋰電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進度給整個新能源汽車行業(yè)帶來了光明。因此，固態(tài)鋰離子電池被廣泛認為是下一代動力鋰電池正確的技術研發(fā)方向。

綜合來看，安全性高、能力密度潛力大的固態(tài)電池必然是下一代動力鋰電池的研發(fā)方向，但目前確實還沒有量產(chǎn)產(chǎn)品能夠在各方面明顯勝過于傳統(tǒng)鋰離子電池。我們只能寄希望于固態(tài)電池技術早日成熟，電動汽車的續(xù)航里程再也不會成為通勤焦慮。