固态电池是什么,和传统锂电有什么不一样

网友投稿 336 2023-12-07


固态电池是一种电池科技与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是,固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池  由于科学界认为锂离子电池已经到达极限,固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池地位的电池。

固态电池是什么,和传统锂电有什么不一样

  固态锂电池技术采用锂、钠等制成的玻璃化合物为传导物质,取代以往锂电池的电解液,大大提升锂电池的能量密度,其能量密度是锂离子电池的2倍  市场预计,2021年固态电池技术研发有望取得突破性进展,在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂离子电池技术。

  至2030年,固态电池将是电动汽车电池的主流,锂离子电池将不再是电动汽车电池的主流,但锂离子电池在某些电子原件领域仍有一席之地  相较传统锂离子电池,固态电池具有四大优势  优势一是轻使用了全固态电解质后,锂离子电池的适用材料体系也会发生改变,其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样可以明显减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。

  优势二是薄传统锂离子电池中,需要使用隔膜和电解液,它们加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量而如果把它们用固态电解质取代(主要有有机和无机陶瓷材料两个体系),正负极之间的距离(传统上由隔膜电解液填充,现在由固态电解质填充)可以缩短到甚至只有几到十几个微米,这样电池的厚度就能大大地降低——因此全固态电池技术是电池小型化,薄膜化的必经之路。

  优势三是柔性化的前景即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米级以下后经常是可以弯曲的,材料会变得有柔性相应的,全固态电池在轻薄化后柔性程度也会有明显的提高,通过使用适当的封装材料(不能是刚性的外壳),制成的电池可以经受几百到几千次的弯曲而保证性能基本不衰减。

  优势四是更安全传统锂电池可能发生以下危险:(1) 在大电流下工作有可能出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致短路破坏 (2)电解液为有机液体,在高温下发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向都会加剧采用全固态电池技术,以上两点问题就可以直接得到解决。

  不过,固态电池虽然将实现电解质全固态及负极金属锂的蜕变,但电导率,安全性,稳定性及高成本等问题仍需解决  总的说来,固态电池技术路线逐步发展之际,高镍正极,碳酸锂,硅碳负极等领域企业将因固态电池而产生新机遇,而电解液及隔膜企业将因此产生冲击。

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