鉅大LARGE | 點擊量:1140次 | 2021年02月16日
介紹固態(tài)電池的優(yōu)勢有什么
固態(tài)電池的優(yōu)勢
優(yōu)勢之一:薄--體積小
實際上,體積能量密度關于電池來說是一個很重要的參數(shù),假如就應用領域來說,要求從高到低是消費電子產(chǎn)品》家用電動汽車》電動公交車。
假如通俗地講,就是體積能量密度高了,因此相同質量的電池才能做的體積更小。
電子產(chǎn)品中的可用空間往往很有限,很多產(chǎn)品(例手機、平板電腦)有近1/3左右的體積和質量已經(jīng)被電池占據(jù),而且在廣大生產(chǎn)廠商和消費者希望對電池進一步提高容量(新增續(xù)航)和壓縮體積(便攜美觀和便于設計)的要求下,高壓實、體積能量密度最高的鈷酸鋰(LCO)電池依然是當仁不讓的主流產(chǎn)品。
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%的質量。
而假如把它們用固態(tài)電解質取代(重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(tǒng)上由隔膜電解液填充,現(xiàn)在由固態(tài)電解質填充)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)電池技術是電池小型化,薄膜化的必經(jīng)之路。
不僅如此,很多經(jīng)過物理/化學氣相沉積(PVD/CVD)制備的全固態(tài)電池,其整體厚度可能只有幾十個微米,因此就可以制成非常小的電源器件,整合到MEMS(微機電系統(tǒng))領域中。
能夠制成體積非常小的電池也是全固態(tài)電池技術的一大特色,這可以方便電池適應各種新型小尺寸智能電子設備的應用,而在這一點上傳統(tǒng)的鋰離子電池的技術是很難達到的。
目前許多納米材料實用的一大關鍵障礙就在于比表面積大,體積密度過低,導致假如基于這些材料制成產(chǎn)品,往往相同質量下占據(jù)體積過大,即體積能量密度偏低,完全無法滿足一般工業(yè)品的要求。
所以現(xiàn)在的納米(電池)材料科研中往往選擇了不報道這方面的參數(shù),原因不難理解。
優(yōu)勢之二:柔性化的前景
全固態(tài)電池可以經(jīng)過進一步的優(yōu)化,變成柔性電池,從而帶來更多的功能和體驗。
實際上,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?shù)姆庋b材料(不能是鋼性的外殼),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。
實際上,以各種可穿戴設備為代表的柔性電子器件是下一代電子產(chǎn)品發(fā)展的重要方向,而這就要求該產(chǎn)品中的元件同樣要具有柔性,因此柔性全固態(tài)電池是科研與工業(yè)界中,非常有前景的明日之星。
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