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今年伊始，動(dòng)力電池就成為了新能源汽車(chē)領(lǐng)域的大熱門(mén)話題，一些新能源汽車(chē)廠商紛紛開(kāi)始宣傳自家的長(zhǎng)續(xù)航動(dòng)力電池。這些車(chē)企中先有蔚來(lái)150kWh固態(tài)電池炒作得沸沸揚(yáng)揚(yáng)，后有廣汽新能源石墨烯電池慘遭中科院院士打臉。
就在這些后輩為動(dòng)力電池技術(shù)爭(zhēng)得面紅耳赤的時(shí)候，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局十分低調(diào)地公布了國(guó)內(nèi)新能源產(chǎn)業(yè)巨頭比亞迪的283項(xiàng)專(zhuān)利，這些專(zhuān)利分別涉及到了固態(tài)電池、電池?zé)峁芾硐到y(tǒng)、輪轂電機(jī)以及自動(dòng)駕駛控制系統(tǒng)等多項(xiàng)技術(shù)。
值得一提的是，本次公布的比亞迪固態(tài)鋰電池技術(shù)申請(qǐng)日期為2019年7月25日，申請(qǐng)公布日期為2021年1月29日。也就是說(shuō)，早在蔚來(lái)、廣汽它們將固態(tài)電池炒熱之前，比亞迪就已經(jīng)擁有了相關(guān)的技術(shù)專(zhuān)利。
下面，我們來(lái)看一下這些專(zhuān)利技術(shù)將會(huì)給比亞迪以及新能源汽車(chē)領(lǐng)域帶來(lái)什么影響，比亞迪的固態(tài)電池技術(shù)和它的死對(duì)頭寧德時(shí)代此前公布的固態(tài)電池專(zhuān)利又有什么區(qū)別。
電動(dòng)車(chē)救世主：固態(tài)電池
通過(guò)2021年1月9日蔚來(lái)在NIO Day上發(fā)布的首款150kWh固態(tài)電池引起的波瀾就可以看出，固態(tài)電池?zé)o論是在消費(fèi)者眼中還是在資本市場(chǎng)上都將會(huì)是未來(lái)汽車(chē)儲(chǔ)能裝置的風(fēng)向標(biāo)。
固態(tài)電池顧名思義指的就是以固體作為電解質(zhì)和導(dǎo)電介質(zhì)的電池，這種電池在原料和生產(chǎn)路徑上都和目前普遍采用的液體電解質(zhì)電池存在著巨大的差異。固態(tài)電池根據(jù)固化程度的不同可以分為半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)和全固態(tài)電池。那么為什么固態(tài)電池會(huì)在新能源汽車(chē)領(lǐng)域深受追捧呢？因?yàn)楣虘B(tài)電池相較于目前的電解液電池有著更加廣闊的前景。
在能量密度方面，固態(tài)電池通過(guò)化學(xué)成分，可以減少40%的體積和25%的重量。以寧德時(shí)代的固態(tài)電池專(zhuān)利技術(shù)為例，它最終有望突破500Wh/kg的能量密度。也就是說(shuō)，寧德時(shí)代的固態(tài)電池技術(shù)一旦量產(chǎn)，它的能量密度就將會(huì)是目前以長(zhǎng)續(xù)航著稱(chēng)的811電池兩倍以上，純電動(dòng)汽車(chē)突破1000公里就真的只會(huì)是個(gè)小目標(biāo)。
在安全性上，固態(tài)電池相較于目前的液態(tài)電解質(zhì)電池有著不可燃、不揮發(fā)、不腐蝕以及不漏液等優(yōu)點(diǎn)，即便是在高溫環(huán)境下也不會(huì)發(fā)生副反應(yīng)。另外，固態(tài)電池在結(jié)構(gòu)上有著更強(qiáng)的溫度適應(yīng)性，使用壽命相較于液態(tài)電池也更長(zhǎng)。
從理論上來(lái)看，固態(tài)電池可以解決絕大多數(shù)目前液體電解質(zhì)電池令人頭疼的問(wèn)題，可以說(shuō)是未來(lái)新能源汽車(chē)的救世主。
重現(xiàn)電池派系之爭(zhēng)
從產(chǎn)品層面上來(lái)說(shuō)，蔚來(lái)仍然需要通過(guò)液體來(lái)解決固態(tài)電解質(zhì)導(dǎo)電性的“期貨”實(shí)際上就是半固態(tài)電池。日前國(guó)內(nèi)兩大電池供應(yīng)商巨頭——寧德時(shí)代和比亞迪公布的專(zhuān)利看起來(lái)才像是固態(tài)電池真正的“完全體”。
固態(tài)電池的電解質(zhì)主要可以分為鋰氧化物、鋰硫化物和高溫聚合物三類(lèi)。有意思的是，比亞迪和寧德時(shí)代在固態(tài)電池專(zhuān)利技術(shù)的研發(fā)上又一次出現(xiàn)了和當(dāng)初研發(fā)液態(tài)電解質(zhì)電池（三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池）時(shí)如出一轍的差異，都很有各自的技術(shù)風(fēng)格。
根據(jù)專(zhuān)利描述，比亞迪采用了鋰氧化物作為全固態(tài)電池的電解質(zhì)，這類(lèi)電解質(zhì)本身的電導(dǎo)率極低，但是比亞迪通過(guò)自己的專(zhuān)利技術(shù)提高了鋰氧化物的電導(dǎo)率和力學(xué)強(qiáng)度，使得固態(tài)電池具有更加優(yōu)異的電池循環(huán)性能和高倍率充放電性能。
而寧德時(shí)代的固態(tài)電池技術(shù)以鋰硫化物化物為電解質(zhì)的主要成分，通過(guò)添加硼元素來(lái)提高電解質(zhì)的電導(dǎo)率，改善電池的循環(huán)性能。
從這兩家電池巨頭截然不同的固態(tài)電池技術(shù)路線可以看出，寧德時(shí)代的固態(tài)電池將會(huì)在能量密度上具有一定的優(yōu)勢(shì)，而比亞迪則更加看重電芯的安全性和可靠性。
這樣的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)是不是似曾相識(shí)？沒(méi)錯(cuò)，寧德時(shí)代就是要在長(zhǎng)續(xù)航上一走到底，而比亞迪則更加執(zhí)著于電池安全，看起來(lái)未來(lái)長(zhǎng)續(xù)航和安全性之爭(zhēng)還要持續(xù)到固態(tài)電池的發(fā)展歷程上。
雖然寧德時(shí)代和比亞迪這兩家汽車(chē)動(dòng)力電池巨頭在固態(tài)電池上早有技術(shù)研發(fā)，并且早已申請(qǐng)了固態(tài)電池的相關(guān)專(zhuān)利技術(shù)，但是研發(fā)技術(shù)、申請(qǐng)專(zhuān)利和技術(shù)量產(chǎn)是兩回事。
從公布的專(zhuān)利進(jìn)展來(lái)看，這兩位巨頭的固態(tài)電池目前都還處在實(shí)驗(yàn)室的研究階段，如何將實(shí)驗(yàn)室技術(shù)研發(fā)成熟并且進(jìn)行大批量生產(chǎn)，如何降低固態(tài)電池的高額成本，這都是巨頭們亟待解決的問(wèn)題。
按照比亞迪對(duì)固態(tài)電池的規(guī)劃，比亞迪的固態(tài)電池最早將在今年就能進(jìn)行量產(chǎn)，并且在2022年應(yīng)用在旗下的高端車(chē)型上。也就是說(shuō)，或許明年我們就能看到真正意義上的固態(tài)電池面世。
總結(jié)
隨著新能源汽車(chē)的飛速發(fā)展，有著上百年歷史的燃油車(chē)已經(jīng)走到了生命末期，而動(dòng)力電池改革是純電動(dòng)汽車(chē)替代燃油車(chē)的必要因素。汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的變革就像是大海上的波浪，新浪終將淹沒(méi)舊浪。
在目前動(dòng)力電池發(fā)展還不成熟的階段，混合動(dòng)力車(chē)型將會(huì)成為純電動(dòng)汽車(chē)替代傳統(tǒng)燃油車(chē)的過(guò)渡性產(chǎn)物，而固態(tài)電池很有可能突破動(dòng)力電池的技術(shù)瓶頸，成為純電動(dòng)汽車(chē)替代混合動(dòng)力車(chē)型的轉(zhuǎn)折點(diǎn)，加快推進(jìn)純電動(dòng)汽車(chē)完全占據(jù)汽車(chē)市場(chǎng)的腳步，完成純電動(dòng)汽車(chē)對(duì)混合動(dòng)力汽車(chē)的革命。
當(dāng)一份份從不同技術(shù)角度出發(fā)的固態(tài)電池技術(shù)專(zhuān)利公諸于眾時(shí)，未來(lái)沒(méi)有續(xù)航焦慮、沒(méi)有自燃、安全環(huán)保的新出行時(shí)代已經(jīng)不再遙遠(yuǎn)。
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