首页>资讯中间>行业资讯 钜年夜LARGE|点击量：186次|2023年01月03日 本译文原文由Soteria电池立异团体(BIG)现任CEOBrianMorin博士所创，发布在SeekingAlpha网站。同时他还担负着担负国度进步前辈手艺电池同盟（NationalAllianceforAdvancedTechnologyBatteries）的董事和副总裁。 BrianMorin具有俄亥俄州立年夜学材料物理学博士学位，在份子磁体、塑料添加剂、高级纤维和锂电池等范畴撰写了250多项全球专利申请。 先说结论：QuantumScape的科学研究很是超卓；可是他们的电池体积小且未相干经验证还没有到达iWatch电池的巨细，而且从未在尝试室外进行过测试；和固态电池相干的重年夜风险还没有降服；他们可能永久没法实现传播鼓吹的机能。 斟酌到QuantumScape比来的IPO和随后的股价上涨，会商他们获得的成功和为在实现事迹进程中面临的重年夜挑战长短常有趣的。在本文中，作者主要会商了和成功打造固态电池有关的手艺问题。 标称电压：21.8V标称容量：15mAh电池尺寸：51×80×236mm利用范畴：便携式激光装备、蚀刻机、打标机 QS固态电池手艺解读 起首，要强调的一点是，制造一款可以或许知足现实利用对各类速度和工作温度需求的固态电池很难很是、极为的难。现实上，难到至今为止没有做出来的。我浏览了数十篇研究论文，发现测验考试过的科学家有能力使一个或多个功能阐扬用处，但他们为没法打造出一款动力锂电池的完制品而报歉，并随即提出此后面临的挑战。下面是QuantumScape手艺的解读，到今朝为止包括： 电解质：一种位在正负极之间的自支持淡薄固态电解质。虽然我们领会的不多，但它确切供给了一些相干的机能。 软包电芯：正常工作的单层软包锂电池，尺寸为70*85mm，单元面积容量为3.2mAh/cm2，总容量有190mAh。比拟之下，iWatch电池容量为205mAh，iPhone12Pro电池为3,768mAh。是以，它要12块软包锂电池为手机供电，要为一辆TSLA供给能量要10万块。 锂金属负极：利用一层薄锂金属负极，有助在实现高能量密度总有一天。 充电温度：0~45℃放电温度：-40~+55℃-40℃最年夜放电倍率：1C-40℃放电容量连结率：0.5C放电容量≥70% 快速充电：15分钟布满80%，是一个很年夜的挑战。快速充电速度下，固态电解质会呈现枝晶。 手艺过在强调 他们的固态电池在以下范畴里算得上成功，由于比拟曩昔的固态电池要好很多。可是关在实际世界的电动汽车，它们是完全不被接管的。 功率：QuantumScape完成了车企指定的90秒1200次工况轮回仿真，放电倍率是6C。此中9次轮回工程中完成完全放电，然后电池被加热到45度，在15分钟完成80%SOC。在130次全放电深度（FDOD）轮回测试中，电池损掉了约10％的容量。这意味着电池只能延续260次FDOD轮回或年夜约75,000英里的驾驶。PPT上有一条注释，指动身生在3.4atm，这可能意味着处在高压状况。 续航：在30摄氏度下以更暖和的1C/1C轮回，电池可以进行800次轮回（即24万英里）。这是一个相当数目的续航，但其实不比今天路面上的车辆好。 低温运行：它们展现了0到-30摄氏度下的放电曲线，有用比容量到达90-130mAh/g。和NMC811200Ah/kg的有用比容量比拟，它的可用电流为室温容量的45-65％，但会陪伴着较着的电压降。基在电压降、容量损掉和低速度，我估量在严寒的月份续航会损掉50％至80％。别的，请留意，固态电池对温度很是敏感。是以，假设在更低的温度下运行，30至45度前提下进行的功率和轮回测试会变得加倍糟。 低温寿命：它们在-10摄氏度下显示100次摆布的轮回，相当好，除这些轮回是在C/5充电和C/3放电下实现的。是以，不是在15分钟内充电80％，而是在15分钟内充电5％。 能量密度：他们谈论可以或许到达400Wh/kg的能量密度，这很是不错的。可是，他们明显还没有告竣，由于测试图表中都是用百分比显示，而不是现实容量。Amprius正在打造450Wh/kg能量密度的电芯，TSLA在电池日上传播鼓吹他们电池的能量密度可以到达350Wh/kg。是以，QS但愿在2028年到达的能量密度不会跨越现今的最新程度，而且在到达这一程度时也不会成为最高程度。 那些被埋没失落的挑战 还一些QuantumScape没有提到的挑战，这些挑战在固态电池被利用之前必需被降服。而他们已破费了3亿美元，是以这些挑战其实不是他们没有足够的资本来应对，而是他们还没有解决，不能不连结缄默。此中很多挑战来自他们利用的陶瓷电解质的事实。这些包罗： 多层电芯：他们没法制造多层电芯。我的预期是，这是因为正极和固态电解质之间的界面不不变，前者在放电时会膨胀多达10％，后者底子不会膨胀。它们可能会在高档静压力下进行轮回（还记得前面提到的3.4atm吗？），该压力不会流到内层。内层也将遭到更严酷的束缚，是以会在轮回中蒙受界面侵蚀的影响。无庸置疑，10万个小软包锂电池永久不会用在现实车辆。在这里必需提到的主要一点是，假设你的手艺可行，建造多层软包锂电池会很是轻松。 振动和枝晶：电解质很是很是硬。有充实的记实注解，枝晶不会经由过程固体单晶石榴石电解质发展。可是，它们在晶粒鸿沟和缺点处自由发展。在全新的、温度和压力受控且无振动的尝试室中，他们可使电芯轮回。可是在SUV粗犷的驾驶模式下或在南卡罗来纳州糟的道路上，裂痕等问题将变得更严重，枝晶会新增。在最好的环境下，这会粉碎轮回寿命，在最坏的环境下，会致使电池爆炸。 锂金属易燃：他们吹嘘利用锂金属来新增能量密度，可是他们没有提到锂金属会在179摄氏度下自燃，呈现200-300kJ/mol或30-40kJ/g的年夜量能量年夜约是锂电池所含碳酸亚乙酯的三倍。纯锂是仅次在铍的第二高能元素，可以用作火箭燃料的成份（含氧化剂）。从素质上讲，它们已代替了燃烧的隔阂和电解液，使负极加倍易燃。电池中有足够的能量将锂提高到其自燃温度。假设表露在氧气或水中，它可能会自行燃烧。正极材猜中有年夜量氧气可用。 本钱：他们宣称本钱较低，但现实上仅消弭了最廉价的一种成份-石墨。他们要新增制造薄陶瓷电解质并在高温下烧结的本钱。我的猜想是，假设他们实现量产，产出将很是糟。 QS固态电池终究将用在何处？ 鉴在他们迄今为止的成功和取得的本钱，我认为QuantumScape将成功地把电池推向市场。但是，它的能量密度将比Amprius现在实现的要低；它可能会起首利用在手表和可穿着装备中，然后可能呈现在手机中；扩产所需的时候比他们想象的要长很多，而且本钱要高很多；它将没法承受更严酷的汽车级利用情况；它会比今天的锂电池贵很多，而且永久不会比今世锂电池本钱更低；一旦制造出适合的电池尺寸，它可能不会比现今的锂电池更平安。 对QS的固态电池能有甚么期望？以下是一些可以实现的方针：这类电池将在便携式电子产物中风行；这些电池可觉得城市供给能量存储。 上一篇：珠海冠宇IPO：外销收入占比近七成 动力类电池毛利率-456% 下一篇：研究发现硅阳极聚合物涂层 可提高锂电池容量 德国金年会公共团体近日公布与美国QuantumScape公司合作，两边合作方针是使QuantumScape正在开辟中的全固态电池在2025年前实现量产化。公共团体将出资1亿美金给到QuantumScape，并调派人员介入到QuantumScape的开辟中。 锂电池的利用普遍，从平易近用的数码、通讯产物到工业装备到特种装备等都在批量利用，分歧产物需要分歧的电压和容量，是以锂离子电池串连和并联利用环境良多，锂电池经由过程加装庇护电路、外壳、输出而构成的利用电池称为P 4高 285瓦时/千克，700瓦时/升 100C延续放电 80℃高温轮回200周 上限电压4.45V，平台电压3.85V 1防爆 200Wh/kg高能量密度 改性三元化学系统
能量密度/本钱/平安都比不上现有电池，公共投资的QuantumScape固态电池恐利用难 
便携式激光蚀刻机灵能锂电池,UART通信
无磁低温18650 2200mAh-40℃ 0.5C放电容量≥70%
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