今年年初，動(dòng)力電池成為新能源汽車領(lǐng)域的一大熱門話題，數(shù)家新能源汽車制造商開始宣傳自己的長(zhǎng)壽命動(dòng)力電池。在這些汽車公司中，威來150kWh固態(tài)電池被推上了熱門，但過后，廣汽新能源石墨烯電池被中國(guó)科學(xué)院院士打臉。
正當(dāng)這些年輕一代為動(dòng)力電池技術(shù)爭(zhēng)得面紅耳赤時(shí)，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局非常低調(diào)地發(fā)布了國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)巨頭比亞迪的283項(xiàng)專利，它們分別涉及固態(tài)電池、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、輪轂電機(jī)和自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)等多項(xiàng)技術(shù)。
值得注意的是，比亞迪固態(tài)鋰電池技術(shù)申請(qǐng)日期為2019年7月25日，申請(qǐng)日期為2021年1月29日。這就是說，早在蔚來、廣汽等固態(tài)電池被炒熱之前，比亞迪就擁有了相關(guān)的技術(shù)專利。
接下來，我們來看看這些專利技術(shù)將對(duì)比亞迪和新能源汽車領(lǐng)域產(chǎn)生怎樣的影響，比亞迪的固態(tài)電池技術(shù)與其死對(duì)頭寧德時(shí)代之前的固態(tài)電池專利有何不同。
從2021年1月9日蔚來在NIODay上發(fā)布的第一款150kWh固態(tài)電池引發(fā)的波瀾可以看出，固態(tài)電池將成為未來汽車儲(chǔ)能裝置在消費(fèi)者眼中或資本市場(chǎng)上的風(fēng)向標(biāo)。
顧名思義，固體電池是指以固體為電解質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)的電池。這種電池在原材料和生產(chǎn)路徑上與目前廣泛使用的液體電解質(zhì)電池有很大的不同。固體電池根據(jù)固化程度可分為半固體、準(zhǔn)固體和全固體電池。那么為什么固體電池在新能源汽車領(lǐng)域很受歡迎呢？因?yàn)楣腆w電池比目前的電解液電池有更廣闊的前景。
就能量密度而言，固體電池通過化學(xué)成分，體積可降低40%，重量可降低25%。就拿寧德時(shí)代的固體電池專利技術(shù)來說，它最終有望突破500Wh/kg的能量密度。這就是說，一旦寧德時(shí)代的固體電池技術(shù)大量生產(chǎn)，其能量密度將是目前以長(zhǎng)壽命著稱的811電池的兩倍以上，而純電動(dòng)汽車超過1000公里，則只是一個(gè)小目標(biāo)。
就安全性而言，與目前的液體電解質(zhì)電池相比，固體電池具有不可燃、不揮發(fā)、不腐蝕、不漏液等優(yōu)點(diǎn)，即使在高溫環(huán)境下也不會(huì)發(fā)生副作用。此外，固體電池在結(jié)構(gòu)上具有較強(qiáng)的溫度適應(yīng)性，其使用壽命比液體電池長(zhǎng)。
由此從理論上講，固體電池可以解決目前大多數(shù)液體電解質(zhì)電池頭疼的問題，可以說是未來新能源汽車的救世主。
在產(chǎn)品層面上，將來仍需通過液體解決固體電解質(zhì)導(dǎo)電問題的期貨實(shí)際上是半固體電池。近日，國(guó)內(nèi)兩大電池供應(yīng)商——寧德時(shí)代和比亞迪發(fā)布的專利看上去就像是固體電池的真正完整體。
固態(tài)電池的電解質(zhì)主要分為鋰氧化物、鋰硫化物和高溫聚合物三種。有趣的是，比亞迪和寧德時(shí)代在固態(tài)電池專利技術(shù)的研究開發(fā)中再次出現(xiàn)了與當(dāng)初開發(fā)液態(tài)電解質(zhì)電池(三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池)相同的差異，各有各的技術(shù)風(fēng)格。
據(jù)專利描述，比亞迪采用鋰氧化物作為全固態(tài)電池的電解質(zhì)，這種電解質(zhì)本身的導(dǎo)電性極低，但比亞迪通過自身的專利技術(shù)提高了鋰氧化物的導(dǎo)電性和機(jī)械強(qiáng)度，使其具有更好的電池循環(huán)性和高倍充放電性。
寧德時(shí)代的固體電池技術(shù)以鋰硫化物為電解質(zhì)的主要成分，通過添加硼提高電解質(zhì)的導(dǎo)電性，改善電池的循環(huán)性能。
由這兩家電池巨頭完全不同的固態(tài)電池技術(shù)路線可以看出，寧德時(shí)代的固態(tài)電池在能量密度上有一定的優(yōu)勢(shì)，而比亞迪更注重電池的安全性和可靠性。
這種技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)是否似曾相識(shí)？是的，寧德時(shí)代就是要在長(zhǎng)續(xù)航上走到最后，而比亞迪則更執(zhí)著于電池安全，看來未來的長(zhǎng)續(xù)航與安全之爭(zhēng)將繼續(xù)到固態(tài)電池的發(fā)展過程中。
盡管寧德時(shí)代和比亞迪這兩家汽車動(dòng)力電池巨頭在固在固態(tài)電池上進(jìn)行了技術(shù)研發(fā)，并早已申請(qǐng)了固態(tài)電池的相關(guān)專利技術(shù)，但研發(fā)技術(shù)、專利申請(qǐng)和技術(shù)量產(chǎn)是兩回事。
從專利發(fā)布的進(jìn)展來看，這兩家巨頭的固態(tài)電池仍處于實(shí)驗(yàn)室研究階段。如何成熟實(shí)驗(yàn)室技術(shù)，大規(guī)模生產(chǎn)，降低固態(tài)電池的高成本，是巨頭有待解決的問題。
根據(jù)比亞迪對(duì)固態(tài)電池的規(guī)劃，比亞迪的固態(tài)電池最早將于今年批量生產(chǎn)，并將于2022年應(yīng)用于其高端車型。也就是說，也許明年我們可以看到真正意義上的固態(tài)電池問世。
伴隨著新能源汽車的迅速發(fā)展，百年歷史的燃油車已進(jìn)入生命末期，動(dòng)力電池改革是純電動(dòng)汽車取代燃油車的必要因素。汽車動(dòng)力系統(tǒng)的變化就像海浪，新浪最終會(huì)淹沒舊浪。
在動(dòng)力電池發(fā)展不成熟的階段，混合動(dòng)力車將成為純電動(dòng)汽車取代傳統(tǒng)燃油車的過渡產(chǎn)物，固體電池很可能突破動(dòng)力電池的技術(shù)瓶頸，成為純電動(dòng)汽車取代混合動(dòng)力車的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，加快純電動(dòng)汽車完全占領(lǐng)汽車市場(chǎng)的步伐，完成純電動(dòng)汽車對(duì)混合動(dòng)力車的革命。
從不同技術(shù)角度出發(fā)的固態(tài)電池技術(shù)專利公開時(shí)，未來解決了續(xù)航焦慮的不安、解決了自燃、安全環(huán)保的新旅游時(shí)代已經(jīng)不遠(yuǎn)了。
