鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:16083次 | 2020年03月26日
固態(tài)電池用什么原材料_固態(tài)電池有什么優(yōu)勢
固態(tài)電池用什么原材料
固態(tài)電池是指電池結(jié)構(gòu)中不含液體,所有材料都以固態(tài)形式存在的儲能器件,由“正極材料+負(fù)極材料”和固態(tài)電解質(zhì)組成。由于固態(tài)鋰離子電池具有安全性能好、能量密度高和循環(huán)壽命長等優(yōu)點(diǎn),是電動汽車?yán)硐氲?a href="/keywords/dlldc/" class = "seo-anchor" data-anchorid=126 target="_blank">動力鋰電池。
固態(tài)電池?fù)碛蟹浅o@著的優(yōu)點(diǎn),由于固態(tài)電解質(zhì)取代了傳統(tǒng)鋰離子電池中可能燃爆的有機(jī)電解液,這解決了高能量密度和高安全性的兩難問題,從而將消除電動汽車用戶的“續(xù)航焦慮”,甚至可望實(shí)現(xiàn)快速充電。
迄今為止,經(jīng)過科學(xué)家們的不斷努力,固態(tài)電池技術(shù)應(yīng)該說已經(jīng)沒有了不可逾越的技術(shù)瓶頸,但也仍然存在著技術(shù)難題有待解決。“固態(tài)電池的核心技術(shù)是達(dá)到高離子電導(dǎo)率的固態(tài)電解質(zhì)材料技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)低阻抗固—固界面的先進(jìn)制造技術(shù)。”車勇進(jìn)一步解釋。在固態(tài)電解質(zhì)材料方面,日本東京工業(yè)大學(xué)的菅野了次教授于2011年發(fā)明了室溫下離子電導(dǎo)率》10-2S/cm(超越了傳統(tǒng)有機(jī)電解液)的硫化物固態(tài)電解質(zhì)。
這一技術(shù)成為了目前在固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化方面的龍頭公司豐田汽車的技術(shù)基礎(chǔ)。與硫化物固態(tài)電解質(zhì)相比,氧化物固體電解質(zhì)在高安全性及易生產(chǎn)性方面更具優(yōu)勢,但室溫下離子電導(dǎo)率的提升仍是世紀(jì)難題。
固態(tài)電池的原理
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%
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池又被科學(xué)家們形象地稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極,中間為電解質(zhì)(液態(tài))。而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動員,在搖椅的兩端來回奔跑,在鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動過程中,電池的充放電過程便完成了。
固態(tài)電池的原理與之相同,只不過其電解質(zhì)為固態(tài),具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導(dǎo)更大的電流,進(jìn)而提升電池容量。因此,同樣的電量,固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此,固態(tài)電池中由于沒有電解液,封存將會變得更加容易,在汽車等大型設(shè)備上使用時,也不要再額外新增冷卻管、電子控件等,不僅節(jié)約了成本,還能有效減輕重量。
固態(tài)電池有什么優(yōu)勢
優(yōu)勢一:輕——能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后,鋰離子電池的適用材料體系也會發(fā)生改變,其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極,而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極,這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。
優(yōu)勢二:薄——體積小。傳統(tǒng)鋰離子電池中,要使用隔膜和電解液,它們加起來占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而假如把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代(重要有有機(jī)和無機(jī)陶瓷材料兩個體系),正負(fù)極之間的距離(傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充,現(xiàn)在由固態(tài)電解質(zhì)填充)可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米,這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化,薄膜化的必經(jīng)之路。
優(yōu)勢三: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經(jīng)常是可以彎曲的,材料會變得有柔性。相應(yīng)的,全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高,通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料(不能是剛性的外殼),制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
優(yōu)勢四:更安全。傳統(tǒng)鋰離子電池可能發(fā)生以下危險:(1)在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶,從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞(2)電解液為有機(jī)液體,在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。采用全固態(tài)電池技術(shù),以上兩點(diǎn)問題就可以直接得到解決
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