本田計劃生產電動車 (EV) 固態電池,一次充電可行駛 620 英里(1,000 公里)——兩倍多當前大眾市場電動車的範圍,該公司上個月宣布。
如果這一目標得以實現,這將是克服「里程焦慮」的一大進步——「里程焦慮」是電動車廣泛採用的一個主要障礙。
去年 11 月,本田推出了一條未來固態電池的示範生產線,這家日本汽車製造商計劃在本世紀下半葉將其大規模市場規模的電動車中整合。
本田研發公司總裁兼代表董事大津敬二在一份新聞稿中表示:“全固態電池是一項創新技術,將改變電動汽車時代的遊戲規則。”陳述。 “取代迄今為止一直支持汽車進步的發動機,電池將成為電氣化的關鍵因素。”
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這些固態電池預計比目前電動車中使用的液態鋰離子電池小 50%、輕 35%、製造成本低 25%。然而,該技術的主要障礙是本田迄今為止開發的固態電池太小,無法用於當前的任何車型。新設施的目標是從 2025 年開始解決這個問題。
前方道路堅實
固態電池依賴固態電解質,這種物質可以使離子流動,但不能使電子流過其中。電解質使帶正電的離子能夠在電池的兩端之間移動,分別以正極和負極(分別為陰極和陽極)為標誌。當它們這樣做時,帶負電的電子會透過外部電路從陽極拉到陰極以產生電荷。固態電池以固體材料(例如正矽酸鋰或玻璃等陶瓷)取代了鋰離子電池中的液體電解質(通常是聚合物凝膠或液體中的鋰化合物)。
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固態電池比使用液體電解質的同等尺寸的電池具有更高的能量密度。那是因為液態鋰離子電池需要石墨負極儲存和控制電池電解質內的離子流動。固態電池可以使用純鋰金屬陽極,其能量密度更高,因此可以在相同數量甚至比石墨陽極更小的空間中儲存更多離子。
此外,固態組件不需要像標準鋰離子電池系統那樣進行仔細的溫度控制。固態電池也更安全,因為它們可以拋棄通常用於液體電解質的碳酸乙烯酯等溶劑,如果電池損壞,這些溶劑可能會著火。
儘管固態電池並不新鮮,但它們的生產規模和規模尚未達到電動車所需的水平。它們不僅製造成本比鋰離子電池更高,而且技術挑戰仍然阻礙它們對電動車來說足夠可靠。
最大的問題是陶瓷隔板的脆性,用於防止陽極和陰極接觸,隨著時間的推移,由於化學反應引起的膨脹和收縮,陽極和陰極會開始破裂。如果隔膜(同時也是固體電解質)發生這種情況,可能會引發電極之間的短路並導致電池故障。
另一個問題是電解質固態電池由聚合物製成,它不允許離子在電極之間像在液體電解質中那樣容易流動,從而限制了電池的性能。隨著時間的推移,鋰基固態電池的電極可能會被稱為尖刺鋰沉積物的塗層覆蓋。,它會刺穿固體電解質,導致電池短路;儘管這個問題並不像液態鋰電池那麼普遍。
本田尚未克服所有這些挑戰,但它計劃在其新工廠克服所有這些挑戰。該計劃的關鍵要素是使用輥壓技術,該技術可以增加電解質層的密度並改善電解質與陽極和陰極之間的接觸。
本田的目標是到 2030 年在其汽車中配備長續航里程固態電池。
如果本田能夠實現如此崇高的目標,它將減輕人們對電動車續航里程和壽命的擔憂,這可能會加速汽油車的終結。