知嘹汽车/张轩墨
作为新能源汽车的“心脏”,当下市场盛行的锂电池尚不能缓解消费者们对续航和充电的焦虑,很多燃油车主迟迟不肯换车的原因也正在于此。为了进一步提升动力电池的能量密度和放电性能,国内外不少顶尖公司不断加大研发力度,光是宝马在沈阳新建的一个动力电池基地,初期投资就达到了100亿,烧钱程度可见一斑。
但即便如此,动力电池稳定供能续航1000km的成就仍然难以通过锂离子的方式打破。基于这一点,日企在本田、丰田、日产三大巨头的联合支持下开展了氟离子动力电池的研究。
氟离子电池,未来电池的终极形态?
近日,该企业已经取得了新的进展。据日经新闻网消息报道,新制氟离子电池可以通过氟化物离子在正极和负极之间移动实现高效放电,体积更小、更轻,能量密度可达锂电池的6-7倍。
单说数据大家可能没什么概念,我们不妨来算一下。目前市场的主流锂离子电池可以大体分为磷酸铁锂、三元锂、钴酸锂、钛酸锂、锰酸锂五大类,平均的能量密度约100~150WH/KG,而6~7倍就是600~1050WH/KG,意味着储存30~50度电,锂电池至少需要半吨多的重量,而改用氟离子电池后,只需要轻轻的一小块。
按照正常电动车的电池重量来配比的话,搭载氟离子电池的纯电车续航可以轻松突破1000km,达到1500km也不是没有可能。
而且,制造氟离子电池的原料也很简单。相比于稀缺的锂资源,氟原料在地壳的储量尤为丰富,是锂元素的50倍左右,易于避免资源采购风险。
除了能量、材料方面的优势外,大家最为关注的安全性问题也被妥善解决。氟作为电负性最强的元素,氟离子很难形成相应的单质,稳定性更强,安全性超过目前使用有机液体电解质的商业化锂离子电池。
当然,乐观之余,氟离子电池还面临着不少技术难题。氟离子电池中的氟离子活性相比锂离子较低,固态电解质离子导电率也不太好,所以只能在150℃以上的高温环境下工作。因此,这大大限制了氟离子商业化的可能。
动力电池,新的“战备竞赛”
即便如此,各大国内外厂商仍没有放弃氟离子电池。由丰田、本田牵头的日本京都大学研究小组称,他们已经找到了一种防止电极膨胀的方法,并且尝试在低温环境中提高氟离子活性。但是否真的能有效解决电池膨胀以及工作环境的问题,还需留给时间验证。
湘潭大学研究生院院长、英国皇家化学会会士王先友去年表示,氟离子电池就是一个真正意义上的颠覆性技术,如果我们有更多的专家参与研究,有更多的企业共同合作,我们的氟离子电池一定会像锂电池一样有个大的发展前景。
国内的动力电池厂商亦在积极寻找电池“希望火种”,在氟离子、钠离子等多领域“分散突围。”
2021年12月,国内电池龙头宁德时代在面对投资者提问时回复,目前正全面推进钠离子、M3P、凝聚态、无钴电池、全固态、半固态、无稀有金属电池等电池技术布局。其中,宁德时代的钠离子电池技术已先氟离子电池一步成熟,有望在2023年登陆市场。
此外,中科海纳、华阳股份和多氟多也都具备了钠电池量产能力,并全力推动氟离子电池研发进度。未来都将和锂电池同台竞技。
说在最后
氟离子电池虽好,但是它也面临着对环境温度要求苛刻的技术硬伤,想要完成市场层面的普及,仅仅凭借一家的力量肯定是不行的,还需行业形成合力。等到氟离子电池真正进入商用阶段,你觉得钠离子电池和传统锂电池还会是对手吗?欢迎留言评论。
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