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全固態或固態鋰離子電池是什么?有什么優勢?

鉅大LARGE  |  點擊量:189次  |  2020年10月04日  

摘要
固態鋰電池:一些研究人員將固體電解質和少數液體電解質的高質量或體積比的電池稱為固態電池。全固態鋰電池:電池由固態電極和固態電解質數據組成。在工作溫度范圍內,電池不含任何質量

固態鋰離子電池:一些研究人員將固體電解質和少數液體電解質的高質量或體積比的電池稱為固態電池。全固態鋰離子電池:電池由固態電極和固態電解質數據組成。在工作溫度范圍內,電池不含任何質量和體積分數的液體電解質。


全固態電池顧名思義便是電池里面沒有氣體、液體,所有材料都以固態形式存在,用固體電解質來代替現有鋰離子電池中使用的液體成分。使用固態電解質后,全固態電池比較于一般鋰離子電池,能夠完成更輕的質量、更小的體積,能量密度也有較大幅度的提高。


本質上,固態電池的原理和傳統的鋰離子電池是相同的,都是靠著鋰離子在電池的正負南北極之間絡繹來往,完成充放電的功用。不同的是,固態電池中的電解質是固態的,而傳統鋰離子電池的電解質是液態的。


全固態鋰離子電池分為全固態鋰離子電池和全固態金屬鋰離子電池,前者的負極不含金屬鋰,后者的負極不含金屬鋰。依據技能的發展趨勢,與液態鋰離子電池比較,全固態金屬鋰離子電池或許具有安全功用好、能量密度高、循環壽命長等長處。近年來,固體電解質數據,尤其是硫化物電解質數據,在離子電導率方面取得了重大突破,全固態鋰離子電池技能逐漸受到世界各地研究機構和大型公司的重視。


全固態鋰離子電池的潛在優勢,高安全功用:固體電解質替代可燃液體電解質,固體電解質有望戰勝鋰枝晶的出現;高能量密度:負極可為金屬鋰負極;循環壽命長:可防止液體電解質充放電過程中固體電解質界面膜的構成和生長;電化學窗寬:可達5V,適用于高壓正電極數據;回收便利:無廢液,處理相對簡單。


整體來看固態電池的發展,電解質或許遵循從液態、半固態、固液混合到固態的路徑發展,最后到全固態。筆者以為,2020年前選用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極完成300Wh/Kg,2025年前選用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池完成400Wh/Kg,2030年前燃料/鋰硫/空氣電池完成500Wh/Kg。


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