
电动汽车行业的一个重要目标是实现固态电池的商业化。固态电池在提高能量密度、降低成本和增强安全性方面具有巨大潜力,吸引了所有相关方的关注。然而,固态电池也面临着许多挑战。
大多数汽车制造商要么在内部开发固态电池,要么与QuantumScape、Factorial Energy或SolidPower等公司合作。本田选择了内部开发的道路,并刚刚宣布在日本完成了一个试点生产工厂。
当前电池的组成包括五个主要部分:正极、负极、隔膜、电解质和封装。在当前的电池中,正极和负极被隔膜隔开,封装在其中,整个结构中填充了电解质。
电解质是一种导电介质,允许正电荷的锂离子在正极和负极之间来回移动。隔膜是一种聚合物薄膜,如其名称所示,防止正极和负极接触,从而避免短路,这可能导致热失控和火灾。
目前电池面临的一个主要挑战是电解质材料是可燃的,而许多电池化学中使用的钴氧化物在过热时会释放氧气,例如在短路时。这种内部释放的氧气是难以扑灭电池火灾的原因。
在固态电池中,液态电解质和隔膜被一层固态电解质所取代,这层固态电解质防止正极和负极接触。这层固态电解质也比液态电解质薄,有助于在电池中增加更多的层,从而提高能量密度。大多数开发固态电池技术的公司声称其能量密度几乎是当前镍钴正极锂离子电池的两倍,从约250 Wh/L提高到接近450-500 Wh/L。如果这一目标能够实现,电池可能几乎减半,而容量或续航里程可以几乎翻倍。
到目前为止,本田并没有分享其固态电池的具体化学成分,除了承认其电解质主要使用硫化物基材料进行实验。这与SolidPower和Factorial Energy等其他公司在这一领域的做法一致。一般来说,固态电池可以使用现有的大多数正极化学成分,包括镍锰钴和锂铁磷酸盐。
本田在制造工艺方面的工作非常有趣。制造正极和负极通常涉及将铝和铜箔分别涂上浆料糊状物。浆料通常在大批次中混合,并应用于整个箔卷的一侧。干燥后,箔片被切割成适合电池格式的尺寸,废料被回收。本田开发了一种连续混合系统,以及一种仅在每个电极上涂覆所需量的浆料的方法,并在电极周围使用薄绝缘框架以避免短路。这应该是一个更快、更高效的工艺,有助于降低生产成本。
涂覆后,正极和负极被隔膜层夹住,并通过一系列滚筒。滚压过程中的压力有助于将电解质材料压紧,并确保与正极和负极层的牢固接触。如果没有这种压紧,电解质中会有空隙,这会增加内部电阻,限制锂离子在电极之间传输的能力。
本田在Sakura市的新试点工厂包括三个主要建筑:一个用于正极生产及电池组装,一个用于负极生产,第三个用于电解质激活和存储。本田提供的图片和视频显示,电池是典型的长方形袋装电池,目前被许多电动汽车制造商使用。它们似乎与车辆中通常使用的电池尺寸相似,而不是用于台式测试的小尺寸圆柱或袋装电池。
本田正在使用新设施来确定固态电池的理想材料混合比例以及批量生产过程。目前,由于这是一个研发设施,本田没有讨论新设施的产能。然而,占地约290,000平方英尺的工厂相当大,似乎应该能够在未来几年内生产足够的电池进行实验室和车辆测试,生产计划于2025年初开始。
像大多数其他固态电池开发者一样,本田预计在2020年代末实现大规模生产。目前,本田没有宣布是否计划完全内部生产或与现有电池制造商合作的计划。本田在俄亥俄州与LG能源解决方案公司有一个合资项目,为计划于2025年底推出的新型电动汽车生产当前一代电池。由于本田还生产摩托车和飞机,该公司也希望能够利用固态电池,这些电池比汽车更需要尺寸和重量敏感。(编辑:卖车180小义)
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