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全固態(tài)薄膜鋰離子電池研究進(jìn)展以及特點(diǎn)解析

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:1260次  |  2021年07月23日  

薄膜鋰離子電池的關(guān)鍵材料緊要包括正極膜、電解質(zhì)膜以及負(fù)極膜。在薄膜型全固態(tài)鋰離子電池中,電解質(zhì)起著至關(guān)緊要的用途,筆直影響到薄膜電池的充放電倍率、循環(huán)壽命、自放電、安全性以及高低溫性能。因此,固態(tài)電解質(zhì)薄膜要求具有高的離子電導(dǎo)率、低的電子電導(dǎo)率、寬的電位窗口以及較好的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性。


我國的薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的研究與商業(yè)化起步相對(duì)較晚。近年來,薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有加快的趨勢,其對(duì)應(yīng)的使用市場也在逐步張大。三維薄膜鋰離子電池的研究仍處于初期階段,大部分研究還處在概念設(shè)計(jì)、電極制備的狀態(tài),完整的三維薄膜鋰離子電池報(bào)道極少。有關(guān)用金屬鋰做負(fù)極的全固態(tài)薄膜鋰離子電池而言,正極材料三維納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建尤為緊要,其性能筆直決定了全電池的性能。然而,三維正極材料構(gòu)建上的困難一直制約著三維固態(tài)薄膜電池的研究與發(fā)展。


固態(tài)的鋰離子電池能夠制備柔性與薄膜電池,在3C產(chǎn)品設(shè)計(jì)中使用更為快速,此外熱穩(wěn)定性的提高加速薄膜型鋰電在特種使用范疇的使用,如可植入式和智能醫(yī)療設(shè)備、無線傳感器等使用范疇有潛在巨大市場。


我國的薄膜型全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)成熟度與國際相比仍存在較大的差距,詳盡表現(xiàn)為:


①我國對(duì)薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的關(guān)鍵材料體系研究開發(fā)起步較晚,并且在薄膜電池的大規(guī)模制備、電池包的設(shè)計(jì)制造、電池密封保護(hù)層、封裝技術(shù)、失效機(jī)制、性能評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)等方面也缺乏系統(tǒng)的研究;

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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%

②在薄膜電池制備必需的真空鍍膜設(shè)備等硬件方面以及必需的濺射靶材等原材料方面,我國與美國使用材料公司、日本愛發(fā)科等國際公司相比缺乏相關(guān)的研發(fā)相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),公開報(bào)道的資料極少;


③在薄膜電池使用方面,Cymbet等國外公司已實(shí)現(xiàn)了薄膜型全固態(tài)鋰離子電池在微型電子設(shè)備上的使用,而國內(nèi)暫無可售的薄膜電池產(chǎn)品,在商業(yè)化使用方面也尚無公開報(bào)道。


因此,探索高效、低成本的正極厚膜制備技術(shù)是薄膜型全固態(tài)鋰離子電池將來進(jìn)一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化使用的關(guān)鍵。隨著研究的不斷深入和新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),相信薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的單體電池容量和能量密度將不斷提高,制造成本不斷降低,在將來二次電池市場中占有緊要的一席之地。


薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的特點(diǎn)


薄膜型全固態(tài)鋰離子電池具有完美的電極/電解質(zhì)固-固界面,可以有效處理當(dāng)前商用鋰離子電池的安全性問題,并具有超長的循環(huán)壽命、較寬的使用溫度范圍、較低的自放電率等優(yōu)勢,相比體型固態(tài)鋰離子電池性能優(yōu)越,受到了業(yè)界的廣泛關(guān)注。

薄膜型全固態(tài)鋰離子電池可以在更為苛刻的環(huán)境下使用,如耐高低溫能力更強(qiáng),在低溫-40℃、高溫150℃下性能良好,從而可用于半導(dǎo)體工業(yè)中的高溫檢測器、石油勘探和空間檢測。


薄膜電極電勢均一,電極局域過充、過放電的風(fēng)險(xiǎn)小。

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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

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