鉅大LARGE | 點擊量:415次 | 2024年01月30日
固態(tài)電池和三元鋰離子電池比較差別是什么?
目前就總體來看,全固態(tài)電池的開發(fā)要面對幾個挑戰(zhàn),首先就是在電極層面的問題,要如何滿足正負(fù)極和固體電解質(zhì)的離子傳輸,特別是解決循環(huán)過程中的問題;其次就是循環(huán)過程中,正負(fù)極材料沒法像液體那樣一直保持很好的接觸;此外,金屬鋰電極的體積變化還有鋰固體的變化,都是研發(fā)團(tuán)隊要克服的問題。
現(xiàn)階段,一些研發(fā)團(tuán)隊開發(fā)了一系列的氧化物和硫化物的粉體、陶瓷片和融性膜,也已經(jīng)開始供應(yīng)樣品并且供貨,但是假如要把這些固態(tài)電池量產(chǎn)化,還要進(jìn)一步的材料研究設(shè)計。作為一個過渡的技術(shù),現(xiàn)在還有一種把固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)混合在一起的,含有少量的固體電解質(zhì)的電池,但是,嚴(yán)格點講,是不能算全固體的電解質(zhì)。
相較于傳統(tǒng)的三元鋰離子電池來說,固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃性、無腐蝕性、無揮發(fā)、不會漏液等特性,也不會出現(xiàn)車輛發(fā)生自燃的情況,關(guān)于安全性的提升無疑是巨大的,所以固態(tài)電池一定會是日后新能源汽車發(fā)展的重要材料。不過現(xiàn)階段的固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體是低于液態(tài)電解液的,所以現(xiàn)在固態(tài)電池的性能整體偏低,但是只要攻克技術(shù)難關(guān),新能源汽車的發(fā)展一定會更上一層樓。
日前,國外媒體報道稱,日本東北大學(xué)和高能加速器研究組織的科學(xué)家,開發(fā)出一種新的復(fù)合氫化物鋰超離子導(dǎo)體。研究人員表示,通過設(shè)計氫簇(復(fù)合陰離子)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)的這一新材料,對鋰金屬顯示出了極高的穩(wěn)定性,使鋰金屬有望成為全固態(tài)電池的最終陽極材料,催生出迄今能量密度最高的全固態(tài)電池。
陽極為鋰金屬的全固態(tài)電池有望解決傳統(tǒng)鋰離子電池的電解質(zhì)泄漏、易燃和能量密度有限等問題,人們普遍認(rèn)為,鋰金屬是全固態(tài)電池的最佳陽極材料,因為它具有最高的理論容量和已知陽極材料中最低的電位。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子傳導(dǎo)固體電解質(zhì)是全固態(tài)電池的關(guān)鍵組成部分,但問題是,大多數(shù)現(xiàn)有的固體電解質(zhì)具有化學(xué)/電化學(xué)不穩(wěn)定性,不可防止地會在界面處引起不必要的副反應(yīng),導(dǎo)致界面電阻新增,在重復(fù)充放電期間極大地降低電池的性能。
研究人員表示,復(fù)合氫化物在解決與鋰金屬陽極相關(guān)的問題時廣受關(guān)注,因為它們對鋰金屬陽極具有出色的化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性。他們得到的新型固體電解質(zhì)不僅擁有高離子導(dǎo)電性,且對鋰金屬也非常穩(wěn)定,因此,關(guān)于使用鋰金屬陽極的全固態(tài)電池來說是一個真正的突破。
研究人員表示:這一發(fā)展不僅有助于我們未來找到基于復(fù)合氫化物的鋰離子導(dǎo)體,還將開辟固體電解質(zhì)材料領(lǐng)域的新趨勢,得到的新型固體電解質(zhì)材料有望促進(jìn)高能量密度電化學(xué)裝置的發(fā)展。
當(dāng)前,打造高能量密度且安全的電池,可有利于為新能源車獲取較高的續(xù)航里程,已經(jīng)成為影響新能源車市高速發(fā)展的因素之一。此次金屬鋰與氫化物合作成功,更加證明了鋰元素潛力無限