鉅大LARGE | 點擊量:1263次 | 2021年03月08日
固態(tài)電池的優(yōu)點是什么?
固態(tài)電池有什么優(yōu)點目前,動力鋰電池全球化競爭日益激烈,雖然我國公司在本輪競爭中占據了市場規(guī)模優(yōu)勢,但歐美、日韓等公司已經在為下一階段做布局,是潛在的強大競爭者。有不少專家呼吁建議,應該關注固體電池發(fā)展的問題。盡管目前固態(tài)電池還多處于試驗階段,離走向產業(yè)化還有一按時間。但為了搶占未來發(fā)展的制高點,各公司對固態(tài)電池的研發(fā)已快馬加鞭,市場需求或推動固態(tài)電池量產提前。按照《我國制造2025》確定的技術目標,2020年鋰離子電池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度達到400Wh/kg,2030年能量密度達到500Wh/kg。但是基于高鎳三元+硅碳負極材料,現有體系的鋰離子電池的能量密度很難突破300Wh/kg。而固態(tài)鋰離子電池的能量密度大約為傳統(tǒng)鋰離子電池的2.53倍,且杜絕了電池破裂或高溫等意外帶來的燃燒隱患。
全固態(tài)鋰離子電池具有極高的安全性,其固態(tài)電解質不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,同時也克服了鋰枝晶現象,搭載全固態(tài)鋰離子電池的汽車的自燃概率會大大降低。
電解質材料是全固態(tài)鋰離子電池技術的核心,目前固態(tài)電解質的研究重要集中在三大類材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好,已經有商業(yè)化的應用案例;氧化物循環(huán)性能良好,適用于薄膜柔性結構;硫化物電導率最高,是未來重要方向。既然固態(tài)電池有這么多優(yōu)點,為何沒有大力推廣呢?這是因為固態(tài)電解質具有高的電阻,在功率密度方面還存在一些待解決的問題,要從固態(tài)電解質、正負極材料上著手。電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在不小的挑戰(zhàn),一旦這些問題能夠有效解決,必將在未來掀起一場新的電池革命。總體來看固態(tài)電池的發(fā)展,電解質可能遵循從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合到固態(tài)的路徑發(fā)展,最后到全固態(tài)。筆者認為,2020年前采用高鎳正極+準固態(tài)電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg,2025年前采用富鋰正極+全固態(tài)電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg,2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg。
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