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什麼是固態電池

Dec 12, 2022 am 10:27 AM
固態電池

固態電池是一種使用固態電極和固態電解質的電池;固態電池是指電池內部完全沒有液體的存在,由無機物或有機高分子固體作為電池的電解質。固態鋰電池技術採用鋰、鈉製成的玻璃化合物為傳導物質,取代以往鋰電池的電解液,大幅提升鋰電池的能量密度。固態電池具有安全性佳、能量密度高、循環性能強等優點;而缺點就是阻抗較大,成本較高。

什麼是固態電池

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什麼是固態電池?

固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是,固態電池是一種使用固態電極和固態電解質的電池。

由於科學界認為鋰離子電池已經到達極限,固態電池於近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態鋰電池技術採用鋰、鈉製成的玻璃化合物為傳導物質,取代以往鋰電池的電解液,大幅提升鋰電池的能量密度。

什麼是固態電池

固態電池與目前主流的傳統鋰離子電池最大的不同在於電解質。固態電池則是使用固態電解質,取代了傳統鋰離子電池的電解液和橫膈膜。而傳統鋰離子電池主要由正負極材料、電解液和橫膈膜組成。正負極材料決定了電池的容量,電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質。這個就是本質的差別。

什麼是固態電池

固態電池的電解質主流的分別為聚合物、氧化物、硫化物固態電解質,歐美汽車以聚合物路線為主導;豐田、LG、松下等日韓企業則選擇了硫化物路線,我國的動力電池龍頭企業寧德時代,也是選擇了硫化物路線;北京衛藍、江蘇清陶、寧波鋒鋰、台灣輝能等中國企業均選擇氧化物路線。

什麼是固態電池

固態電池的優缺點:

優點:

固態電池具有安全性好、能量密度高、循環性能強等優點。缺點就是阻抗較大,成本較高。下面我們一一來看看。

1、能量密度高,可達到目前三元鋰電池兩倍的能量密度,同等的重量下,可達到雙倍的續航里程。例如衛藍新能源推出的半固態電池,能量密度360Wh/kg,或可實現單次充電續航1000公里。而全固態電池可實現更高的能量密度,打破現有鋰電池能量密度受限的模式。

2、安全性能好,沒有了液態電解質,不會造成電解液遺漏,出現內部短路,固態電解質也能更好的抑制鋰枝晶,對鋰金屬具有化學和電化學穩定性。如果要求倍率性能高、電化學系統激進,在一定條件下固體電解質中也會生長鋰枝晶,有內部短路的風險。

什麼是固態電池

3、循環壽命強。鋰離子電池使用固態電解質後,解決了液態電解質在充放電過程中形成的SEI膜(固體電解質界面膜)的問題,以及抑制了鋰枝晶的出現,從而大大提升了鋰離子電池的循環性和使用壽命。

缺點:

任何事物都是有雙面的。有優點必定有缺點的存在。固態電池也不是萬能的。也是存在對應的缺點的。下面是固態電池的2個缺點。

什麼是固態電池

1、製造的成本高,在傳統鋰電池的設備和製程上需要有大幅革新,技術研發投入大。減少稀有元素,降低製造成本,成為了產業努力的方向。目前,採用氧化物路徑製備的半固態電池,與傳統鋰電設備及製程相容性可達70%以上,這可以幫助電池企業更好的向固態電池過度。

2、界面阻抗過大,固態電解質與電極材料之間的界面是固-固狀態,因此電解質、電極兩者之間的有效接觸能力較弱,從而導致離子在固體物質中傳輸動力學低,由此產生影響電池性能的界面阻抗。

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