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蔚来的固态电池、智己的掺硅补锂和广汽埃安的石墨烯,三个技术流派其实都是面向未来的期货,相对而言,广汽埃安的石墨烯技术之所以争议更大一些,主要也是因为其公布出来的时间更激进,明确了今年年内就能量产测试。但在行业主流观点看来,当前的技术条件下,以上三大电池技术都还算不上成熟,有各自的优势,但也都还有不容易解决的技术难点。

蔚来的固态电池技术,抛开文字游戏的部分(蔚来所谓的固态电池可能是半固态电池),全固态电池当前的优缺点其实都很明显。盖世汽车研究院发布的行业报告指出,全固态电池的优点主要有三个,一是安全性好。固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、也不存在漏液风险,被穿刺后也不会短路;二是能量密度高。当前的正负极材料体系限制下,液态锂离子电池已经达到能量密度的上限。若要提高能量密度,则要更换正负极材料,如锂金属负极,但这种情况下容易产生锂枝晶(会严重影响锂离子电池的安全性和稳定性),而固态电池可抑制锂枝晶的生长,使锂金属负极运用成为可能;三是耐低温和高温。由于不需要电解液,所以固态电池的低温和高温性能都会优于现有液态锂电池。优点虽然很突出,但当前的条件下,全固态电池还有两个主要的缺点,产业链不成熟和固固接触不良。产业链不成熟应该很容易理解,固态电池制备工艺是全新的,可以说基本上还没有形成产业链,导致的结果就是当前要生产固态电池,成本比较高,会严重影响产业化推广。固固接触不良则是指,在电池循环的过程中,固固界面容易接触不良。比如说现在电导率最高的固态电池材料硫化物体系和锂金属负极氧化物正极材料,二者就不能稳定兼容。

蔚来150kWh电池,采用固态电池技术,图片来源:蔚来汽车

智己的掺硅补锂技术,其实和蔚来的半固体电池(预锂化、硅碳负极技术)有些类似,首先要明确一点,掺硅补锂其实是掺硅和补锂两个技术,负极掺硅是因为硅基负极材料的克容量大,超过传统石墨材料负极材料十余倍都有可能,带来的好处是可以显著提升电池的能量密度。补锂则是预锂化技术,之所以掺硅补锂会放在一起,是因为后者可以弥补前者的不足。负极掺硅之后有两个主要的缺点,一个是目前的成本还比较高,另一个是硅基负极材料的膨胀率高,导致的结果就是首次充电时,会造成更大的锂损耗(硅负极表面的固体电解质界面膜很容易破碎,然后在放电过程中再重新形成,这样反复的破碎重组过程中,会减少电池容量)。这个时候补锂技术的应用就很有必要了,可目前的问题是补锂技术的成熟度如何要打个大问号,补锂之后要如何保证电池结构的稳定性?在国内还是个需要时间进一步探索的问题。

最后再来聊一聊石墨烯电池,什么是石墨烯呢?简单来看,石墨烯是一种新型的纳米材料,是由碳原子排列构成的单层四维蜂窝状晶格结构。碳纳米材料具有导电性好,使用寿命长等特点,但高昂的成本和当前技术工艺上的限制,影响了这类材料的推广应用。其实多年之前,国际上就流行过一段时间的碳纳米管热潮,曾被不少人视作是锂电领域的未来,但受制于成本压力和实际操作过程中的严苛技术指标,碳纳米管的应用时至今日也并没有形成规模。从这个角度看,较之碳纳米管技术而言更高级的石墨烯技术,优势显然会更明显,但其面临的成本和技术难度肯定也会更大。

石墨烯结构图,图片来源:广汽新能源官图

综合来看,当前几家车企发布的支撑1000公里续航的电池技术都具有一定的前瞻性和应用前景,但在当前的技术和产业条件下,想要大规模量产的困难也都不小。所以1000公里续航值不值得等这个问题的答案也就显而易见了,可以等,但等不等得上,就看你有多大的耐心了。

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