今年年初,动力电池成为新能源汽车领域的一大热门话题,数家新能源汽车制造商开始宣传自己的长寿命动力电池。在这些汽车公司中,威来150kWh固态电池被推上了热门,但过后,广汽新能源石墨烯电池被中国科学院院士打脸。
正当这些年轻一代为动力电池技术争得面红耳赤时,国家知识产权局非常低调地发布了国内新能源产业巨头比亚迪的283项专利,它们分别涉及固态电池、电池热管理系统、轮毂电机和自动驾驶控制系统等多项技术。
值得注意的是,比亚迪固态锂电池技术申请日期为2019年7月25日,申请日期为2021年1月29日。这就是说,早在蔚来、广汽等固态电池被炒热之前,比亚迪就拥有了相关的技术专利。
接下来,我们来看看这些专利技术将对比亚迪和新能源汽车领域产生怎样的影响,比亚迪的固态电池技术与其死对头宁德时代之前的固态电池专利有何不同。
从2021年1月9日蔚来在NIODay上发布的第一款150kWh固态电池引发的波澜可以看出,固态电池将成为未来汽车储能装置在消费者眼中或资本市场上的风向标。
顾名思义,固体电池是指以固体为电解质和导电介质的电池。这种电池在原材料和生产路径上与目前广泛使用的液体电解质电池有很大的不同。固体电池根据固化程度可分为半固体、准固体和全固体电池。那么为什么固体电池在新能源汽车领域很受欢迎呢?因为固体电池比目前的电解液电池有更广阔的前景。
就能量密度而言,固体电池通过化学成分,体积可降低40%,重量可降低25%。就拿宁德时代的固体电池专利技术来说,它最终有望突破500Wh/kg的能量密度。这就是说,一旦宁德时代的固体电池技术大量生产,其能量密度将是目前以长寿命著称的811电池的两倍以上,而纯电动汽车超过1000公里,则只是一个小目标。
就安全性而言,与目前的液体电解质电池相比,固体电池具有不可燃、不挥发、不腐蚀、不漏液等优点,即使在高温环境下也不会发生副作用。此外,固体电池在结构上具有较强的温度适应性,其使用寿命比液体电池长。
由此从理论上讲,固体电池可以解决目前大多数液体电解质电池头疼的问题,可以说是未来新能源汽车的救世主。
在产品层面上,将来仍需通过液体解决固体电解质导电问题的期货实际上是半固体电池。近日,国内两大电池供应商——宁德时代和比亚迪发布的专利看上去就像是固体电池的真正完整体。
固态电池的电解质主要分为锂氧化物、锂硫化物和高温聚合物三种。有趣的是,比亚迪和宁德时代在固态电池专利技术的研究开发中再次出现了与当初开发液态电解质电池(三元锂电池、磷酸铁锂电池)相同的差异,各有各的技术风格。
据专利描述,比亚迪采用锂氧化物作为全固态电池的电解质,这种电解质本身的导电性极低,但比亚迪通过自身的专利技术提高了锂氧化物的导电性和机械强度,使其具有更好的电池循环性和高倍充放电性。
宁德时代的固体电池技术以锂硫化物为电解质的主要成分,通过添加硼提高电解质的导电性,改善电池的循环性能。
由这两家电池巨头完全不同的固态电池技术路线可以看出,宁德时代的固态电池在能量密度上有一定的优势,而比亚迪更注重电池的安全性和可靠性。
这种技术竞争是否似曾相识?是的,宁德时代就是要在长续航上走到最后,而比亚迪则更执著于电池安全,看来未来的长续航与安全之争将继续到固态电池的发展过程中。
尽管宁德时代和比亚迪这两家汽车动力电池巨头在固在固态电池上进行了技术研发,并早已申请了固态电池的相关专利技术,但研发技术、专利申请和技术量产是两回事。
从专利发布的进展来看,这两家巨头的固态电池仍处于实验室研究阶段。如何成熟实验室技术,大规模生产,降低固态电池的高成本,是巨头有待解决的问题。
根据比亚迪对固态电池的规划,比亚迪的固态电池最早将于今年批量生产,并将于2022年应用于其高端车型。也就是说,也许明年我们可以看到真正意义上的固态电池问世。
伴随着新能源汽车的迅速发展,百年历史的燃油车已进入生命末期,动力电池改革是纯电动汽车取代燃油车的必要因素。汽车动力系统的变化就像海浪,新浪最终会淹没旧浪。
在动力电池发展不成熟的阶段,混合动力车将成为纯电动汽车取代传统燃油车的过渡产物,固体电池很可能突破动力电池的技术瓶颈,成为纯电动汽车取代混合动力车的转折点,加快纯电动汽车完全占领汽车市场的步伐,完成纯电动汽车对混合动力车的革命。
从不同技术角度出发的固态电池技术专利公开时,未来解决了续航焦虑的不安、解决了自燃、安全环保的新旅游时代已经不远了。