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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    固態電池有哪些,和傳統鋰電有哪些不一樣?

    2021-04-26 ryder

    固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。


    由于科學界認為鋰電池已經到達極限,固態電池于近年被視為可以繼承鋰電池地位的電池。


    固態鋰離子電池技術采用鋰、鈉等制成的玻璃化合物為傳導物質,取代以往鋰離子電池的電解液,大大提升鋰離子電池的能量密度,其能量密度是鋰電池的2倍。


    市場預計,2021年固態電池技術研發有望取得沖破性進展,在成本、能量密度和加工過程等方面進一步趕超鋰電池技術。


    至2030年,固態電池將是電動車電池的主流,鋰電池將不再是電動車電池的主流,但鋰電池在某些電子原件范疇仍有一席之地。


    相較傳統鋰電池,固態電池具有四大優點。


    優點一是輕。使用了全固態電解質后,鋰電池的適用材料體系也會發生改變,其中核心的一點就是可以不必使用嵌鋰的石墨負極,而是筆直使用金屬鋰來做負極,這樣可以分明減輕負極材料的用量,使得整個電池的能量密度有分明提高。


    優點二是薄。傳統鋰電池中,需要使用隔膜和電解液,它們加起來占據了電池中近40%的體積和25%的質量。而如果把它們用固態電解質取代(主要有有機和無機陶瓷材料兩個體系),正負極之間的距離(傳統上由隔膜電解液填充,今朝由固態電解質填充)可以縮短到甚至惟有幾到十幾個微米,這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態電池技術是電池小型化,薄膜化的必經之路。


    優點三是柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米級以下后常常是可以彎曲的,材料會變得有柔性。相應的,全固態電池在輕薄化后柔性程度也會有分明的提高,通過使用適當的封裝材料(不能是剛性的外殼),制成的電池可以經受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。


    優點四是更安全。傳統鋰離子電池可能發生以下危險:(1) 在大電流下工作有可能出現鋰枝晶,從而刺破隔膜導致短路破壞 (2)電解液為有機液體,在高溫下發生副反應、氧化分析、萌生氣體、發生燃燒的傾向都會加劇。采用全固態電池技術,以上兩點問題就可以筆直得到處理。


    不過,固態電池雖然將實現電解質全固態及負極金屬鋰的蛻變,但電導率,安全性,穩定性及高成本等問題仍需處理。


    總的說來,固態電池技術路線逐步發展之際,高鎳正極,碳酸鋰,硅碳負極等范疇企業將因固態電池而萌生新機遇,而電解液及隔膜企業將因此萌生沖擊。

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