鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1045次 | 2020年10月04日
全固態(tài)或固態(tài)鋰離子電池是什么?有什么優(yōu)勢?
固態(tài)鋰離子電池:一些研究人員將固體電解質(zhì)和少數(shù)液體電解質(zhì)的高質(zhì)量或體積比的電池稱為固態(tài)電池。全固態(tài)鋰離子電池:電池由固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)數(shù)據(jù)組成。在工作溫度范圍內(nèi),電池不含任何質(zhì)量和體積分?jǐn)?shù)的液體電解質(zhì)。
全固態(tài)電池顧名思義便是電池里面沒有氣體、液體,所有材料都以固態(tài)形式存在,用固體電解質(zhì)來代替現(xiàn)有鋰離子電池中使用的液體成分。使用固態(tài)電解質(zhì)后,全固態(tài)電池比較于一般鋰離子電池,能夠完成更輕的質(zhì)量、更小的體積,能量密度也有較大幅度的提高。
本質(zhì)上,固態(tài)電池的原理和傳統(tǒng)的鋰離子電池是相同的,都是靠著鋰離子在電池的正負(fù)南北極之間絡(luò)繹來往,完成充放電的功用。不同的是,固態(tài)電池中的電解質(zhì)是固態(tài)的,而傳統(tǒng)鋰離子電池的電解質(zhì)是液態(tài)的。
全固態(tài)鋰離子電池分為全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰離子電池,前者的負(fù)極不含金屬鋰,后者的負(fù)極不含金屬鋰。依據(jù)技能的發(fā)展趨勢,與液態(tài)鋰離子電池比較,全固態(tài)金屬鋰離子電池或許具有安全功用好、能量密度高、循環(huán)壽命長等長處。近年來,固體電解質(zhì)數(shù)據(jù),尤其是硫化物電解質(zhì)數(shù)據(jù),在離子電導(dǎo)率方面取得了重大突破,全固態(tài)鋰離子電池技能逐漸受到世界各地研究機(jī)構(gòu)和大型公司的重視。
全固態(tài)鋰離子電池的潛在優(yōu)勢,高安全功用:固體電解質(zhì)替代可燃液體電解質(zhì),固體電解質(zhì)有望戰(zhàn)勝鋰枝晶的出現(xiàn);高能量密度:負(fù)極可為金屬鋰負(fù)極;循環(huán)壽命長:可防止液體電解質(zhì)充放電過程中固體電解質(zhì)界面膜的構(gòu)成和生長;電化學(xué)窗寬:可達(dá)5V,適用于高壓正電極數(shù)據(jù);回收便利:無廢液,處理相對簡單。
整體來看固態(tài)電池的發(fā)展,電解質(zhì)或許遵循從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合到固態(tài)的路徑發(fā)展,最后到全固態(tài)。筆者以為,2020年前選用高鎳正極+準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)+硅碳負(fù)極完成300Wh/Kg,2025年前選用富鋰正極+全固態(tài)電解質(zhì)+硅碳/鋰金屬負(fù)極電池完成400Wh/Kg,2030年前燃料/鋰硫/空氣電池完成500Wh/Kg。