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走出實驗室——科研的一個目標

2021-01-15 11:13:51來源:儀器網關鍵詞:固態電池閱讀量:5159
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導讀:近年來,隨著電動汽車相關的技術日漸成熟,電動汽車已經向普通的燃油車那然融入到我們的生活中。并且在政策的支持下,越來越多的人開始愿意接受并且嘗試購買、使用電動汽車。但是與此同時,電動汽車依舊存在一些小問題等待技術的發展去解決,電池便是其中之一。

  【儀器網 材料化工】近年來,隨著電動汽車相關的技術日漸成熟,電動汽車已經向普通的燃油車那然融入到我們的生活中。并且在政策的支持下,越來越多的人開始愿意接受并且嘗試購買、使用電動汽車。但是與此同時,電動汽車依舊存在一些小問題等待技術的發展去解決,電池便是其中之一。
 
 
  目前,電動汽車使用的主要是鋰離子電池,而鋰電池在實際使用的過程中存在幾個痛點:使用壽命、電容量以及安全性。事實上,在電動汽車剛剛問世的那幾年,電池起火以及單次充電行程恰恰是大眾頻繁反饋的問題。雖然,隨著幾年來相關技術的進步,在蓄電安全以及耗電量上的改善,使得電動汽車可以很好的適應居民的使用需求,但是,如何突破電池對于電動汽車發展的束縛依舊是相關人員努力的方向。
 
  事實上,就電池這個問題,并非束手無策,甚至從某些程度上來說,已經有了一個方向——固態電池。所謂固態電池,簡單的說就是有別于傳統電池,采用固體電極和固體電解質的電池,這種電池由于功率密度較低,能量密度較高,因此在相同規格下電池壽命更長、儲電量更多、安全性更高。那么這種電池還沒有投入使用是因為生產難題或者研發難題嗎?其實不是,而是成本問題。
 
  其實,如果單純的只是想要開發出一種能供電動汽車使用的固態電池,現階段的技術其實已經夠了,但是問題是生產成本問題。這個問題有多嚴重呢?我們那手機舉例,假設我們要在保持電量不變的情況下,用固態電池代替傳統鋰電池,那么生產成本在電池這塊就要增加50倍左右。而事實上,這種巨大的成本差異甚至讓不少人懷疑,鋰電池是不是真的會在未來被固態電池取代。
 
  說道這里,大家應該會方向,現階段固態電池似乎只是一個“實驗室里存在”的技術罷了。但是我們同樣不能小瞧這個實驗室里的技術,因為對于參與到這個項目里的研究人員來說,讓固態電池走出實驗室,恰恰是他們努力的目標。
 
  從技術的角度開看,造成固態電池成本高昂的原因主要有工藝上的缺陷,材料加工上的限制以及生產系統的完善性尚且不足,簡單的說就是目前每一塊固態電池的生產都好像是一次科學實驗的過場,而不是一條完整的產業鏈。因此突破的方向同樣也是這里。
 
  理論上來說,如果通過研究以及新材料的開發,配合相關政策支持,未來固態電池可能可以依靠更低的無聊價格,更為系統化、分工明確、高效率的工藝,以及更加穩定的材料供應鏈及產品輸出鏈來達到成本下降的目的。此外,隨著相關的加工儀器設備的進一步發展,在生產上花費的成本也應該會降低。而當成本降低帶動產品趨向平價甚至廉價,固態電池就可以真正的運用到我們的生活中。
 
  不過究竟還要多久,尚且未知。
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