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市场创新:固态电池

纯电动汽车的蓬勃发展(BEV)是政府、法规和商业道德所倡导的理想的结果。 到目前为止,还没有人 BEV 能够像内燃机 (ICE) 汽车一样满足消费者的需求,并且根据汽车制造商公布的路线图,没有迹象表明这种汽车会在 2030 年出现。

Caratteristiche

开发一个应用程序并不是一件容易的事 BEV 与当前的内燃机车辆一样,该车辆可在三分钟内加满燃料,加满油后可行驶 1.000 公里,受益于充足的基础设施,并且可以轻松运行至少 10 年。 然而,全固态电池的出现可能会打破目前的局面,并大大加速市场采用 BEV.

当广泛应用于智能手机和其他微型电子设备的锂离子电池应用于汽车应用时,它们对安全性和电池寿命提出了更高的要求。

同时,在续航里程的改进(本质上需要增加能量密度)与安全性/耐用性之间存在权衡。 这种权衡是当前锂离子电池的性能被视为电动汽车市场份额增加的可能不可逾越的障碍的主要原因。

固态电池有可能克服这些问题。 固态电池有着悠久的历史。 固体电解质是在 70 世纪 XNUMX 年代开发出来的,但离子电导率不足限制了它们的应用。 然而,最近发现了与液体电解质具有相似或更高离子电导率的固体电解质,加速了研究和开发工作。

本文中的图像是使用 midJourney 生成的

汽车制造商

2017年东京车展上,丰田宣布了其商业化目标 BEV 20 年代上半叶完全固态。 虽然第一代 BEV 丰田预计推出的将采用全固态电池的产品产量有限,该公司的宣布无疑将刺激许多公司、研究人员和政府机构在全固态电池的开发上做出更多努力。

大众汽车、现代汽车和日产汽车都宣布了对初创公司的投资,因此我们认为这是一个可能会受到更多关注的话题。

固态电池的潜力

目前的锂离子电池由阴极、电解质溶液、隔膜和阳极组成。 固态电池的不同之处在于电解质是固态的。 事实上,所有的成分和材料都是固态的,因此才有了“固态”这个术语。

固态电池的性能取决于所使用的材料,但迄今为止的研究表明,在安全性、耐漏电、耐燃烧(简化冷却结构)、小型化、直接接触的设计灵活性方面具有明显的潜力电芯层,相对较长的放电循环寿命,高低温性能好不退化,充电时间短,高能量密度和高功率密度。

过去,功率密度低一直被视为固态电池的弱点,但东京工业大学和丰田的研究团队共同开发出功率密度是现有电池三倍、能量密度是现有电池两倍的固态电池。锂离子电池。 我们相信所有固态电池都有潜力克服电动汽车的缺点。

固态电池市场渗透率影响

固态电池对汽车行业的主要影响包括加速市场吸收 BEV 以及电池供应链的变化 BEV。 六 BEV 如果要取代内燃机汽车,就不需要发动机、变速箱和相关零件,但会需要电池、逆变器、电机和与这些系统相关的零件。

对于在内部生产发动机和传动系统的传统汽车组装商而言,确保他们有能力在内部开发全固态电池是增加价值的重要来源。 对于供应商而言,重要的是审查基本技术以开发新组件。

如果市场采用率有所增加 BEV全国范围内管理税收、能源政策和资源等方面的规则也可能发生变化。

从液态锂离子电池向固态锂离子电池的转变也意味着从液态向固态电解质的转变,以及对隔膜的需求减少,并且有可能使用新的阴极和阳极材料。

丰田将于2020年上半年推出的全固态电池所使用的材料很可能与目前使用的材料相似,随着产量的减少,对当前供应链的影响也很可能是小的。 然而,如果我们看到研发工作取得实质性进展,那么 2020 年代后半期和 2030 年代可用的全固态电池很可能具有颠覆性。

本文中的图像是使用 midJourney 生成的

固态电池进入市场的障碍

有人说对我有偏见 BEV但目前市场的共识是,我们现在正处于“动力总成多元化”时代,而非动力总成时代的到来。 BEV 像这样。 但我们相信,如果全固态电池的量产化努力取得成功,那么全固态电池的时代就将到来。 BEV 它可能很接近。

即便如此,仍有许多问题需要克服。 以全固态电池量产为目标的研发才刚刚起步,生产成本能降低到什么程度还不得而知。 从理论上讲,考虑到电池组的简化和低成本电极材料的使用,应该有显着的成本降低潜力。

另一方面,如果锂离子电池的性能提升和成本降低幅度大于预期,则可能会推迟向全固态电池的过渡。

未来

还存在对 i 的兴趣的风险 BEV 由于混合动力电动汽车(HEV)和标准内燃机汽车的发展、油井到车轮的争论以及柴油汽车的重新流行,固态电池本身可能会消失,这可能意味着所有固态电池的开发努力都会减弱。

从续航里程和加氢所需时间的角度来看,燃料电池汽车是另一个潜在的竞争对手。 虽然基础设施问题是一个问题,但在替代化石燃料和运输能源方面仍有相当大的潜力。

毕马威 2018 年全球汽车高管调查将燃料电池汽车列为 2025 年的首要关键趋势, BEV 根据全球汽车高管的排名,排名第三。 3 年,同一项民意调查扭转了局面,我 BEV 排名第一,燃料电池汽车排名第三。

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