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锂电池厂家详解全固态锂电池技术和发展前途

来源:钜大LARGE    2019-11-02    点击量:127

锂电池厂家详解全固态锂电池技术和发展前途。在化学储能研究领域当中,虽然全固态锂电池的出现时间比较晚,但相比于其他的电池,全固态锂电池的重量更轻、比能量和比功率相对比较高并且具有较长的使用周期,因此迅速受到人们的关注并成为电化学储能技术领域中一颗冉冉升起的“新星”。下面锂电池厂家详解全固态锂电池技术和发展前途。


全固态锂电池技术


固态电池是一种使用固体正负极和固体电解质,不含有任何液体,所有材料都由固态材料组成的电池。相比于以往普通的锂离子电池,全固态锂电池不仅结构更加简单,仅仅只有正负极和固态电解质共同组合而成,同时在使用譬如硫化物等全无机类材料以及PEO基等高分子聚合物材料作为电解质之下,大大提升了电池的安全性和能量密度,具有良好的高温适应发性,彻底解决了以往锂离子充电电池安徽快3因高温条件下电解液容易出现挥发甚至爆炸的问题,电池的循环寿命也得到有效延长。在全固态锂电池的充电过程中,锂离子将从电池正极的活性物质晶格中脱碳,在固体电解质的帮助下实现向负极的迁移,外电路则负责实现电子向负极的迁移,在负极处二者相互整合成为锂原子等物质之后将被嵌入到负极材料当中。


全固态锂电池优势


优势之一:轻——能量密度高。能量密度的提升原因首先在于使用的电解液/质更少、更薄;然后固态电解质大多数拥有较宽的电化学窗口,因此其可以兼容更多高电压正极材料;不仅如此,全固态电池良好的安全性、高电压化还可以让电池管理系统BMS更为简化,因此最后装车的电池系统能量密度可以提高。


优势之二:薄——体积小。小体积/高的体积能量密度的电池对于消费电子品的重要性无需多言,而对于动力电池来说,相对紧凑的体积仍然是非常重要的。在传统锂离子电池中,隔膜和电解液加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量,而使用全固态体系,有望将这一部分的占比降低。


安徽快3优势之三:更安全,可靠性更优。消费电子产品电池用量很少,但是一个手机爆炸事件就让大家议论纷纷。我国近年来的电动汽车方面的政策已经逐渐明朗化,要求提升动力电池能量密度,然而在电池高能量密度化,同时要求倍率性能提升背景下,对于电池安全性能的要求只会越来越苛刻。固态电池有望从根本上解决锂枝晶生成、电极材料与电解液存在复杂反应等一系列问题,这样可以明显提升电池服役寿命和使用过程中的可靠性,因此十分重要。


全固态锂电池发展前途


目前新能源汽车的发展已经明确上升到国家战略层面,其中动力电池是新能源汽车最关键的核心部件,其关键程度可见一斑。在各国政策的引领下,一场全球范围内的全固态锂二次电池技术竞赛已经开启,预计混合固液锂二次电池2020年有望率先进入终端市场,全固态锂二次电池2022年开始进入终端市场,最后随着循环性、倍率、高低温、安全性等综合技术指标的提升,逐渐进入电动汽车市场,而蜂拥而至的研究机构和企业联盟有可能将全固态锂二次电池的面世时间提前。


正是锂电池在动力应用方面的突破与实践,特别是新能源汽车的推广与应用,以国内市场为例,2016年是新能源汽车销量增速最快的一年,全年增速达到84%,锂电池作为电动车的互补产品,销量与行业规模也随之增长。另一方面,锂电池在电子产品方面的应用是越来越广泛的,不断的在取代其他类型电池的地位。


概括一下,从液态电解质到全固态电池的发展是要经历一个过程的:电解质中的电解液含量将逐步下降,从开始的凝胶电解质(如PEO)体系逐渐向半固态发展,最终过渡到真正的全固态电池。而在这一过程中,使用的负极材料也将不断深化,预锂化负极,乃至无数科学家们已经探索多年的锂金属负极将成为我们的最终目标。在此过程中,电池的能量密度才能最终达到350,乃至500Wh/kg的愿景。


全固态电池技术是大家公认的下一代重点发展的创新电池技术,虽然当下在Ah级别的电池或者EV等应用还有很多因素的限制,但是起码现在来看前途还是光明的,相信在不久的将来技术越来越成熟,问题都可迎刃而解。到那一天我们可能再也不用担心现在让人头疼的电池安全测试无法通过的问题了。


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