未羽锂电池锂电池时代将结束？半固态电池或成行业新宠，成本减半性能翻倍！|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

锂电池时代将结束？半固态电池或成行业新宠，成本减半性能翻倍！

半固态电池有望彻底改变能源储存格局

自20世纪90年代问世以来,锂离子电池一直主导着电动汽车、手机、笔记本电脑等移动电子产品的电池市场。凭借高能量密度、长循环寿命等优势,锂电池推动了移动能源革命,催生出新能源汽车和便携式智能设备等新兴产业。但就像任何技术一样,锂电池也暴露出了一些局限性,比如较高的生产成本和有限的能量密度上限。近年来,一种被称为"半固态电池"的新型电池技术逐渐引起业内关注,它有望突破锂电池的瓶颈,成为下一代主导能源储存技术。

锂电池局限性剖析

成本较高

锂电池生产的主要原材料锂盐价格较贵,并且电池内置许多金属元素,如钴、镍等。此外,电池制造工艺复杂,对生产环境要求苛刻,这都增加了锂电池生产成本 。据估算,目前电池成本占纯电动汽车总成本的20%-40%。高昂的电池费用也是制约其他应用场景的重要因素。

能量密度有限

传统的商用锂电池,其质量能量密度在150-250Whkg左右,体积能量密度在300-700WhL,已接近其理论上限。这意味着很难进一步显著提高电动汽车的续航里程及便携设备的使用时长。电池能量密度上限还限制了其在航空航天等更广阔领域的应用。

安全隐患

锂电池采用易燃的有机液态电解质,在发生内部短路或高温冲击时,可能引发热失控并导致起火爆炸。近年来锂电池安全事故屡有发生,制约了其在大型储能系统和电动飞机等领域的应用。

半固态电池技术优势

半固态电池是结合固态电解质和液态电解质两种电解质优势的新型电池技术,被视为锂电池的潜在继任者。相比传统液态锂离子电池,半固态电池主要优势如下

成本更低

半固态电池的固态电解质成本远低于液态电解质,大约只有液态电解质的十分之一。同时固态电解质不会发生渗漏,可以降低电池壳体材料和组装工艺的要求,从而节省电池外包材料费用。根据美国阿贡国家实验室的评估,半固态电池的制造成本可望降低50%以上。

能量密度更高

固态电解质的优势在于离子迁移率高,可以实现更高的工作电压。同时固态电解质使用金属锂负极成为可能,金属锂的理论比容量可达3860mAhg,是目前石墨负极的10倍以上。结合这两者,新型正极材料的应用,半固态电池的质量能量密度有望超过400Whkg,是商业锂电池的2-3倍。

更长循环寿命

半固态电池采用固态电解质,抑制了传统液态电池中的副反应,从而避免了电解液剧烈降解和钝化,大大延长了电池循环寿命。据估算,半固态电池的循环寿命将比商业锂电池提高2-5倍。

更高安全性

无可燃液态电解质的使用,基本消除了因内部短路导致的热失控风险,杜绝了火灾和爆炸的可能性,半固态电池天生更加安全可靠 。这将推动电动汽车、航空航天、储能系统等对安全要求极高的领域的电池应用。

半固态电池面临的挑战

尽管前景光明,但实际上半固态电池技术还处于起步阶段,距离大规模商业化仍存在不少技术挑战需要突破

离子传导率

固态电解质虽然理论离子电导率很高,但大多数实际材料电导率并不理想。而高的离子电导率是确保电池高功率输出和快速充电所必需的。针对这一问题,业内一种解决思路是采用高度纳米化的固体电解质填充物,以缩短离子传输距离。同时引入高离子电导率的聚合物等固体电解质材料,也是提升电导率的重点方向。

电解质电极界面

固体电解质与电极的界面接触并不理想,存在较大的界面阻抗,影响电池性能和循环寿命。解决界面问题的一个可行思路是在界面引入界面修饰层,促进离子传输。另一种方法是采用全固态结构设计,整体共烧一体化制备电极和电解质,消除传统界面接触问题。

电池大规模生产工艺

固体电解质材料制备以及与电极的共烧成型,对生产工艺和设备要求很高,需要严格控制真空或惰性气体环境。这不仅导致设备设施投资成本高昂,制造工艺复杂程度也超过了目前的锂电池。实现固态电池的规模化生产并控制生产成本,将是未来的一大挑战。

半固态电池发展前景

主要公司布局

意识到半固态电池发展前景,近年来众多企业和研究机构加紧了在该领域的布局。

全球动力电池龙头企业LG化学、三星SDI和SKI都已开发出基于高聚物的半固态电池产品,并进行中试投产。除大型电池企业外,强力新材、卡文特、霍尼韦尔、英国阿姆斯特丹大学等新兴企业和团队也纷纷进军这一领域。

在电池材料层面,陶瓷电解质、高聚物电解质、固液复合电解质等半固态电解质技术路线均有公司涉足。固态电解质材料和生产设备供应商如杰能科技、新恩斯特等企业将分享半固态电池产业的红利。

我国政府也高度重视半固态电池发展。在"十四五"规划中,将开发新型储能电池技术列为重点任

四、半固态电池发展前景

应用领域展望

与现有锂离子电池相比,半固态电池的优势将推动其在多个领域的应用

动力电池领域

半固态电池的高能量密度和长循环寿命,将使电动汽车的续航里程和使用寿命大幅提升。根据高工锂电测算,采用半固态电池的纯电动汽车,单次充电续航里程可达800公里以上。这将有效解决当前纯电动车的"里程焦虑"问题,提振消费者购车信心。半固态电池的高安全性也有利于消除社会对电动汽车能量系统的安全顾虑。

消费电子领域

相比现有锂电池,半固态电池能量密度提高一倍,可使智能手机、笔记本电脑等移动设备的电池体积缩小一半,实现更轻薄便携。同时长循环寿命也将延长产品使用周期。对于无人机、可穿戴设备等新兴领域,半固态电池满足其对电池安全性和能量密度的双重要求。

储能系统领域

全固态结构设计使得半固态电池抗震能力和循环寿命超过储能锂电池。结合其高安全性,半固态电池可望推动储能电站、电网调节等大型储能系统的发展。同时,半固态电池也是航空航天领域中有前途的高能量电池选择。

半固态电池被认为是突破锂电池能量密度和成本桎梏的解决之道。虽然仍存在诸多技术难题有待解决,但随着材料、工艺和设计创新,半固态电池必将最终实现商业化突破并大规模应用。届时,半固态电池将极大增强电动汽车、电子产品和储能系统的续航能力,推动新能源汽车和移动能源领域发展,助力全球实现绿色环保、可持续发展目标。凭借成本和性能的双重优势,半固态电池有望彻底改变电池行业格局,成为能源储存领域的新宠儿,引领下一轮能源革命。

匠心独具素可“羽”背夹电池拆解！

伴随手机使用率的不断提升，人们对于手机的依赖性也越来越高，这不仅仅是因为目前手机可以使用的环境更多，更是因为手机移动网络的方便快捷。而同时又发生另外一件令人烦恼的事情，那就是手机的续航。

尤其是在近两年，人们对于手机续航的关注度一直在不断的提升，而国产手机中也不乏许多以高续航、高电池容量为宣传口号的品牌。但苹果手机却一直坚守着这份“真诚”，不知道苹果是傻还是真的有自己的理念，在电池容量方面一直进度比较缓慢。

从iPhone 5的1440mAh到iPhone 5s的1560mAh，从iPhone 6的1810mAh到iPhone 6s的1715mAh，电池容量从来都没有超多2000mAh。而就目前的主流Android手机基本都在3000mAh左右，差距很大。或许是因为苹果手机的IOS系统在节能方面做的很好，但这么低的电池容量在当前的手机市场似乎已经成为了一大诟病。

那么苹果手机用户配备一个移动电源就成为了必要手段，而简单、便携、轻巧的背夹式移动电源就是一个很好的选择，例如我们今天要给大家拆解的，其不仅可以对手机起到保护作用，同时也可以为iPhone手机进行充电，关键在于其外观还比较薄，它就是素可“羽”！那么它到底是个什么样子？内部又是什么构造？是否安全？带着这些问题就让我们来看看吧！

整体外观与iPhone风格统一，无任何logo，UV亚光设计领其在用户手中也不会留下指纹，且会有很好的硬度。

而一家好的生产制造商一般都应该在细节上表现的淋漓尽致，那么素可“羽”就是这样一款产品，其不仅在内部的四个角做了防缓冲、防摩擦的小垫子。同时在天线打孔、摄像头打孔以及音频输入、耳机插孔等方面都做到了完美结合。

从素可背夹电池边缘的金属切片可以看出素可的诚意，为防止划伤用户手指，其将边缘棱角进行了切割并进行了抛光打磨。

接下来我们进行内部拆解，在产品的背面电池与手机的接触面上有一层厚厚的绝缘体，并采用了全胶水的方式进行贴合，与背壳电池行业中的缩水的边缘胶形成了强烈对比，虽然仅仅是一个小小的细节，但足够表现出素可的诚意，整个贴纸整体胶水，不仅起到绝缘的作用，同时还可以使手机与背夹电池形成完美贴合。

充电口下方带有一块电路板，电路板与电池连接的也是够粗狂的金属材质，并没有采用性能低质的洗洗普通线。从电池背面的标示可以看出该款产品为2400mAh、电池电压为3.7V、电流为8.88Wh，通过计算8.88Wh/3.7V=2.4Ah=2400mAh。而生产日期则是2016年7月8日。

其实，电路板是大家最为关心的，因为电路板如果能够起到保护作用，那么即使电池出现不可预见的问题，也不会对手机造成影响，那么我们就来看看电路板。

台湾远翔公司出品的FP6276B同步升压IC，2016年3月上旬生产，内部编号r

在电路板上，我们可以看到双8205A电路保护，8025A的优点在于内部集成了两颗完全相同的MOS管，对于锂电池保护电路来说非常方便，可以更加有效的控制回路。

而电池方面则更是采用了双层封闭保护，一般打开就和其他锂电池一样散发浓烈的刺鼻味道，并在表面有氧化作用出现。换句话说，如果用户发现电池进入了空气出现了鼓包，那么就会非常明显，对用户手机的保护起到了很好的警示作用。

总结

总体来说，素可“羽”的做工十分扎实，用料也是实在，该用双回路的地方一定会用，而外部表示的2400mAh也是实标，并没有弄虚作假，在实用方便快捷方面更针对iPhone做了优化，与iPhone达到了完美的结合，179元的市场售价也是比较合理的。在素可“羽”的外观上，我们看到了素可的匠心，而从用料上更看出了诚意，在现金这么踏踏实实做产品的厂商为数不多了，值得行业内人士学习。