其實真正的智慧化應該體現在對安全的智慧監控方面 ,我們都知道無論是三元鋰電池還是磷酸鐵鋰電池,他們的液體電解質,燃燒極其劇烈,那麽今後固態電池的安全就變得尤為重要。
其實老王也說不好固態就一定是液態電池的替代品,因為就目前的學術資訊顯示還有更好的能源形式正在落地中,並且單就固態和非固態這兩者之間因成本差距,短時間內也都並不是完全替代關系。但就「智慧」這個詞應該放在哪,用於什麽,我認為車企不應浮於表面,應該研究一些針對安全的【智慧化】。
目前確定的資訊是——很多聚合物電解質仍然有可燃特性,並不絕對安全。當然你也可以說汽油也並不絕對安全,但這就有點擡杠了,因為既然提到研究,那麽肯定是在同樣能量層級範疇來進行探討,如把鋰離子電池無論固態還是液態的能量密度升高到汽油的級別,則不用擔心安全問題而是爆炸沖擊波的問題了(參考之前老王講的為啥不會有鋰炸彈)。所以我們探討問題還需回到電池這個狹義範疇之內。
大部份聚合物電解質【凝膠種的固態電解質】能夠在50-55℃分解,其產氣析氣情況不比液態電池輕。而對於號稱絕對安全的無機陶瓷電解質,因為這種結構目前的研究來看,電池能量密度依然有挑戰(說白了就是低),因此需要匹配鋰金屬負極,比如如腈類聚合物電解質因富含CN(C≡N)基團,能和鋰離子電池正極材料中溶出的過渡金屬相配位,減少其與鋰金屬負極的副反應,提高電池的迴圈效能,但此時會導致更多問題,這種電池對壓力的反應和現在的液態電池差別很大,目前還缺乏很好的量化工具。像電解質和銅箔間無壓力則不工作,這對電池內部應力帶來了挑戰,尤其是溫度惡化後;和液態電池相比,壓力對鋰枝晶形貌的影響也會帶來應變力檢測的需求。
但現在對於電池內部壓力傳感還沒有很好的量化工具。固態電池阻抗遠遠大於液態電池,也會導致電池發熱量很大。發熱和形變導致電池的膠接及密閉處結構惡化,導致膠黏劑、高分子材料的老化,進而導致效能惡化。
目前科學家想到的是用布拉格光柵進行測量,這種由fsFBG測量的動力電池應變訊號理論上能更早檢測到熱失控的發生,從而實作有效預警。之前給大家介紹過的Schade教授團隊近期將fsFBG傳感器植入到陽極活性材料中進行測試(這裏科普下,陽極氧化,陰極還原的規則,負極為陽極)。
陽極也就是在固態電池中帶有鋰金屬的負極中,用應變訊號表示電極膨脹得到了階段性成果,目前這套fsFBG測量系統就像電池的神經一樣,在固態電池中能夠以極高的監測密度來做到提前預警,無論是今後豐田的固態電池電極中、還是蔚來汽車的150kWh的固態電池包、還是寧德時代在研發的固態電池,今後都有搭配fsFBG傳感器的可能性。
所以,最後大家來想想,智慧汽車,就一定必須得是NOA嗎? 就一定得是大螢幕嗎? 電池的智慧化檢測是不是也是一種非常好的智慧汽車呢?誰家電池監控更智慧,是不是就更應該被宣傳呢?
大家記得保持關註,下期見