【太空固态电池】叙事已变,产业逻辑已从“地面”上升至“宇宙”为什么太空能源需要全固态电池1、 宽温域:低轨卫星绕地球一周,经历“向阳面”和“向阴面”时,温度环境区间在+80℃~+120℃和-40℃~-100℃,温差超200℃;2、 高比能:一、发射成本和重量直接挂钩,能量密度高可以减少成本,二、空间有限,低轨算力卫星的空间优先分配给芯片、激光通信设备、散热系统等。3、 高安全性:无法维修的刚性约束直接提升了对电芯安全性的要求,液态电池的漏液和热失控会引发卫星内部的连锁失效。NASA的路线选择我们仔细研究了NASA的报告,NASA的全固态电池路线选择:一、 正极:S/Se正极,二、负极:无负极,三、电解质:硫化物+聚合物无负极和硫化物和目前全固态产业进展是趋同的,变化在正极主流正极的选择是高镍三元/富锂锰,NASA的选择是硫/硒,硫正极是更高一代的材料体系,克容量1672mAh/g,是三元克容量的5倍,搭配无负极,电池能量密度超过2000KWh/kg,硒的作用是提升正极的电导率(硫的电导率较低)。参数方面,NASA的锂硫全固态电池温度最高达150℃,充放电倍率达到4C,能量密度超500Wh/Kg。叙事转变:不要再盯着30年地面需求100GWh,宇宙空间已经打开低轨卫星分通信卫星、遥感卫星、算力卫星三类,通信卫星:根据SpaceX,单颗卫星目前带电量在15KWh左右;遥感卫星:根据功率测算,单颗带电量在20KWh;算力卫星:根据Musk太空光伏测算,假设每年100GW太空光伏用于太空算力,我们测算每年电池需求量在200GWh左右。
