鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1372次 | 2018年10月21日
固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢?
前段時間,國外媒體發(fā)布了一條消息,電動汽車Fisker申請了一個固態(tài)鋰電池專利,最高續(xù)航800公里,充電只要1分鐘。這無疑是新能源行業(yè)的巨大突破,這對于電動車的推廣和普及有重大的意義。
什么是全固態(tài)電池?
如果通俗地講,全固態(tài)電池就是里面沒有氣體、沒有液體,所有材料都以固態(tài)形式存在的電池。
固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢?
1、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。
全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池,能量密度可以有一個較大幅度的提升:現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)室中,都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。
什么是全固態(tài)電池?
全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池,能量密度可以有一個較大幅度的提升:現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)室中,都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。
2、體積小
隨著能量密度的提升,電池的體積會越來越小。傳統(tǒng)鋰離子電池中,需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。而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代(主要有有機(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。
解。
3、安全性
固態(tài)鋰電池的工作溫度范圍更大,即使因?yàn)榫植堪l(fā)生短路,只是聚合物熔化,熔化以后成為絕緣體。如果發(fā)生熱失控,把電池溫度升高了,金屬鋰因?yàn)槿刍瘻囟仁?80度,即使到了180度,鋰被熔化以后,在做電芯留一個空間,金屬鋰可以到預(yù)留的地方去。
就算是最嚴(yán)苛的穿刺試驗(yàn),也沒有超過鋰電池的熱失控溫度。
4、柔性化的前景
全固態(tài)電池可以經(jīng)過進(jìn)一步的優(yōu)化,變成柔性電池,通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料,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(shí)際上,以各種可穿戴設(shè)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)品中的元件同樣需要具有柔性。不僅如此,功能化的全固態(tài)電池潛力遠(yuǎn)不只以上的柔性電池,經(jīng)過電池材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以制成透明電池,或者是拉伸幅度可達(dá)300%的可拉伸電池。
豐田、松下、三星、三菱以及國內(nèi)的寧德時代等電池行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)都已經(jīng)積極布局固態(tài)電池的儲備研發(fā)。相對而言,技術(shù)成熟度較高、技術(shù)沉淀較深的當(dāng)屬法國的Bolloré、美國Sakti3和日本豐田。這三家也分別代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固態(tài)電解質(zhì)的典型技術(shù)開發(fā)方向。
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