昨晚,上汽 MG 品牌新车 MG4 正式开启预售。相比它的价格,一项技术更引人瞩目,它就是半固态电池。
发布会现场,MG 官方甚至在屏幕上公布了针对电池的三向针刺实验(正面、侧面和底部),结果显示,电池没有出现热失控,并且电压电流稳定。
这也预示着半固态电池正式进入量产装车状态。
首先要了解什么是半固态电池。相比传统锂电池内部电解液内部呈现液态不同,半固态电池内部为 " 固液共存 " 的形态。它含有大量固态电解质成分(如氧化物、硫化物或聚合物),同时保留一部分液态电解液用于浸润和增强离子传导。
半固态电池的独特结构,能带来多重性能提升。例如,显著减少或局部消除了易燃的有机液态电解液,从根本上削弱了电池热失控的 " 燃料 " 来源。
固态电解质层或高含量固态基质能更有效地物理隔离正负极,即使在极端条件下(如针刺、挤压)也能极大抑制内部短路。
固态电解质通常具有比液态电解液更高的热分解温度,延缓了热失控链式反应。
不但在安全方面有突破,在关乎电池最核心的能量密度方面,半固态电池也有着非常出色的表现。
固态电解质(尤其硫化物、氧化物)拥有更宽的电化学稳定窗口,使得匹配高电压正极材料(如富锂锰基、镍锰尖晶石)和高容量锂金属负极成为可能。理论上,使用锂金属负极可显著减轻电池重量(锂金属理论容量是石墨的 10 倍),结合高能正极,系统能量密度有望突破 400-500 Wh/kg 大关。
当然,目前半固态电池的量产还受到很多技术层面的制约,比如固态电解质与电极材料之间难以实现原子级别的紧密接触,形成高界面阻抗。界面处的离子传输效率远低于液态环境,限制了电池倍率性能和功率输出。
如果这些问题都解决,那么新能源汽车的动力电池性能将得到进一步提升。