都说了啥?华为固态电池专利曝光,带你看懂靠谱的固态电池路线图

真锂玩研究 2024-11-07 13:23:22

我的三折叠手机还没用上固态电池呢,你们电动汽车着什么急?!

11月5日,华为公布最新的硫化物固态电池专利,名称为《掺杂硫化物材料及其制备方法、锂离子电池》。随着华为的入局,固态电池产业化路线图已经更加清晰,更加靠谱了!。

为什么可以这样说,今天我们从硫化物固态电池技术路线,到手机、低空飞行器,再到新能源汽车一一给大家进行剖析。

都说了啥?华为固态电池专利曝光

首先,华为都说了啥至关重要。按照11月5日,华为公布的最新硫化物固态电池专利内容来看,华为解决了金属锂负极与硫化物电解质界面的副反应问题,从而大幅延长了固态电池的使用寿命。

作为世界上最活泼的金属之一,锂一旦与电解质中的硫元素直接接触,往往会发生一系列化学反应,从而影响电池寿命。然而,华为通过将含有氮元素的基团掺杂进硫化物材料中,从而避免了这种有害反应的发生。同时掺杂化物还具有较高的电导率,进一步提升了固态电池的充放电效率。

可以说,华为将固态电池从材料和工艺两方面进行了大幅提升,为中国固态电池的产业化和量产应用的提速再添动力。

其次,更为重要的还不是技术。华为公布固态电池专利的本身,就已经说明,其早已开始在暗中布局下一代能源存储技术。

表面上不声不响的华为,居然已经在固态电池的研发上走得如此之远、如此之快,着实令人惊奇。再加上,其本身就在电子通讯、人工智能和数字能源领域拥有强大实力,一旦固态电池与三折叠手机、鸿蒙智驾、华为储能相结合,又将推出怎样的震撼产品。

华为入局之后,以固态电池为标志的新一代电动能源变革的产业化路线图已经更加清晰。

华为为何三选一?硫化物固态电池路线详解

在技术路线方面,以华为的实力和眼光,似乎已经在目前主流的聚合物、氧化物、硫化物三大固态电池路线中作出了选择。

其中,聚合物固态电池路线最明显的问题是“弱”。虽然其具有工艺相对简单、成膜性好的优势,但存在室温下离子电导率过低,无法满足大功率、单独使用需求的硬伤。

而氧化物固态电池的问题是“脆”。尽管其具备电导率适中、热稳定性很高,以及材料价格低的优势,但是其也存在电极材料界面刚性易碎、接触不良等,基于刚性固固界面原理上的技术硬伤。在快速充放电和机械振动中容易导致电池性能的快速下降。

因此目前往往需要在固态电解质中添加5%—10%的所谓润湿液,这也形成了一些所谓的“非全固态”的固态电池,并能够快速装车。但是,这种氧化物固态电池是否能支持6C以上的快充、在震动、撞击的复杂使用环境中表现如何,目前依然前景不明。

现在剩下的只有硫化物固态电池路线了。硫化物固态电池具有很好的加工性能以及极高的电导率,同时与氧化物、硫化物固态电解质相比更易加工和致密化,与正负极材料的界面接触性更好。这意味着硫化物固态电池能量密度更大、功率更强、充放电速度更快、也更加皮实耐造。

但是,硫化物电解质也存在缺点,那就是“难且贵”!

一是硫化物电解质本身合成难、成本高,二是硫化物遇空气会迅速水解生成毒性气体,因此电解质合成需在惰性气氛环境下进行制造、运输及储存成本也较高。第三是硫化物电解质还存在在空气中不稳定的问题。其电芯外壳、pack成本也相对较高。

然而,相比于聚合物、氧化物路线从原理上带来的性能“局限”而言,硫化物路线尽管难、尽管贵,但是却可以通过技术攻坚和规模效应来解决。

正所谓,走正确的路,尽管难,但是却是最近的。这似乎与华为一以贯之的科研和产品思路不谋而合。

手机、低空、汽车,华为下场更加靠谱

不畏难,不求快,一步一步地完成技术攻坚,扎扎实实地实现产业转化。这也是华为入局固态电池后,可能带给整个产业最大的期待。

因为从产业化的逻辑上来看,固态电池的发展从手机、低空飞行器,再到汽车的应用,也似乎更符合产业化基本逻辑。相比于那些全固态电池今年还在实验室,明年就产品量产装车的“神话”来讲,这样循序渐进、从小到大、从简到难的发展路径或许显得更加靠谱。

这一点我们可以从传统锂电池的发展路径略窥一二。最早锂电池代替镍氢电池,也是首先是从功率要求较小、工作环境简单的电子产品入手,先是照相机,之后是更复杂的手机,功率更大的笔记本电脑,最后才应用到电动汽车。即使发展到电动汽车,也是先装备超跑,成为富裕人群的大玩具,之后再逐步向实用化、大众化车型推广。

这里面的道理也十分简单。在产品性能和安全性上,任何产品都需要一个不断提升和不断试错的过程。手机电池电量小、功率低,即使出了问题,大不了也就是没电。但是汽车就完全不一样了,100度电、几百千瓦的功率,一旦出了问题,就是交通事故,甚至车毁人亡。

在价格上来看,固态电池也需要一个从高到低,逐步摊平成本的过程。固态电池应用一定是先选择性能要求高、溢价高的产品,按电池容量所承载产品价值来看,其顺序应该是,高端手机、高端笔记本、无人机、飞行汽车,之后才能轮到汽车。

而市场需求来看,手机尤其是华为的三折叠屏手机,恐怕和电动汽车有着同样的“续航”焦虑。

谁不想自己的手机“10秒充一次电,一次用一周呢?”。况且一部手机的耗能只是电动汽车的百分之一、千分之一。相比于几十万的电动汽车,难道人们不愿意多花1000块钱,把自己2万元的手机先换上固态电池吗?

现在就连那些高端手机还没用上固态电池,电动汽车着什么急?!

所以说,不管是从技术产业化、产品价格战略,还是从市场需求来看,这次华为的入局,可以说固态电池的产业化路线图已经更加清晰。固态电池的头啖汤还是要请“三折叠屏”先尝,是好是坏、水深水浅一试便知。

此外,比较着急的还有那些低空飞行器,无人机也好,飞行汽车也罢,都正在眼巴巴地盼望着更高能量密度、更高功率的固态电池量产,以满足真正的商业化飞行的续航要求和更大有效载荷。

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