为什么说固态电池还有很长路要走?一文看懂固态电池产业化重点技术工艺难点,了解固态电池产业化的发展瓶颈
一、材料体系瓶颈
1、 电解质选择主要有三种:
硫化物(高离子导电但稳定性差)、
氧化物(安全性高但界面阻抗大)、
聚合物(易加工但低温性能差),
三大路线选择各有优缺点,特别是缺点明显,很难克服。
硫化物生产过程需惰性气体保护,总体成本为现在液态电池的近3倍;
氧化物本身脆性缺点难以解决,容易导致电极界面接触不良的问题。
2、锂金属负极:锂金属负极材料枝晶生长容易引起电解质刺穿,从而产生短路风险。目前实验显示需6000个大气压条件可有效抑制枝晶,实用标准几乎不可能达到。
二、界面结构工程与生产制造工艺极具挑战
1、固-固界面问题:固态电池中固态电解质与电极本身固固界面链接,其刚性接触必然会导致阻抗升高,充放电时体积膨胀收缩变化,容易加剧界面分离。目前的主要解决方案为原子层沉积(ALD)纳米缓冲层技术,虽然可以提升循环寿命提升至2000次以上,但距离商业化要求依然比较大。
2、复杂生产工艺实现难度大:
硫化物电解质需全程真空无氧环境生产,设备要求高,总投资成本高;
氧化物干法电极工艺成品率差,良率不足60%,推动成本大幅增加,
现有传统液态产线无法有效利用。
三、成本与产业链协同难题
1、全固态电池主要材料成本目前约1.5-2.5元/Wh(而液态仅0.5元/Wh),稀有金属(如锆、锗)短缺硫化物专利被知识产权储备不足。主要由丰田等日韩企业垄断(丰田持有超1000项专利)。
2、产业链上游材料配套能力薄弱,下游应用协同难度大。汽车行业对于产品的技术质量标准极高,特别是工艺成熟度和安全保障性。
钱超重
还很长的路?笑死了,不知道别乱发ok?