相比起锂电池,固态电池的优势在哪里?

2019-12-19      1323 次浏览

据介绍,现在运用最多的高能量密度电池首要是三元锂电池和磷酸铁锂电池,三元锂电池在200℃左右就会分解,并释放出氧分子,焚烧更加剧烈。尽管现在动力电池在电池模块和系统设计方面,现已采取了先进的电源管理技能、冷却技能、密封技能、散热技能等,根本满意了电动轿车对安全性的要求,但依然存在着热失控、过热、起火焚烧等危险。导致其焚烧的根本原因,是锂离子电池电解质属于可燃的有机溶液。


处理新动力轿车的动力电池续驶路程和安全问题,自然成为重中之重。


而全固态锂电池,是一种运用固体电极资料和固体电解质资料,不含有任何液体的锂电池,首要包含全固态锂离子电池和全固态金属锂电池,不同在于前者负极不含金属锂,后者负极为金属锂。在现在各种新式电池系统中,固态电池选用全新固态电解质替代当前有机电解液和隔阂,具有高安全性、高体积能量密度,同时与不同新式高比能电极系统(如锂硫系统、金属-空气系统等)具有广泛适配性,可进一步进步质量能量密度,在进步安全性的同时增加续驶才能,从而有望成为下一代动力电池的处理方案,因而引起中外众多研讨组织、初创公司和一些车企的青睐,天边轿车便是其中之一。


并且,动力电池是电动轿车最为核心的部件,其功能关于电动轿车的整体功能起着决议性的作用。在电动轿车飞速开展的年代,功能更为强大的电池无疑是各大车企和电池出产厂商永无止境的研制寻求方针。前有国产电动轿车大户比亚迪弃用磷酸铁锂电池,转投三元锂电池怀有,后有沃特玛技能道路过错,公司土崩瓦解,这正是因为磷酸铁锂电池在功能方面无法跟上电动轿车开展的步伐。在电动轿车高续驶路程刚需的推进下,能量密度潜力更高的三元锂电池替代曾经被广泛选用的磷酸铁锂电池成为了电动轿车开展中的必经进程。但是,技能的开展不或许一成不变,随着电动轿车范畴继续性的扩张,以及日趋老练,电动轿车关于电池才能密度的需求也在继续增加,固态电池逐步成为众车企寻求的新方针。


固态电池有明显优势


日前,一条充电1分钟,续驶800公里的消息招引了业界的眼球,把人们的视线聚焦到了固态电池上。尽管这条由菲斯克公司所披露的消息依然有许多值得商讨之处,但至少说明固态电池优势明显,有望成为新动力轿车动力电池开展新的方向。


现在新动力轿车大多运用的都是传统的锂离子电池,都含有液态有机电解质,不含液态电解质的固态电池优势许多。中南大学化学化工学院教授刘洪涛在承受《我国轿车报》记者采访时介绍,相较于现在运用的液态锂电池,固态电池具有六大明显优势。


一是高安全功能,传统锂离子电池选用有机液体电解液,在过度充电、内部短路等反常的情况下,电池容易发热,形成电解液气胀、自燃乃至爆炸,存在严重的安全隐患。而许多无机固态电解质资料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,聚合物固体电解质比较于含有可燃溶剂的液态电解液,电池安全性也大幅进步。


二是高能量密度,固态锂电池负极可选用金属锂,电池能量密度有望到达300~400Wh/kg乃至更高,其电化学安稳窗口可达5V以上,可匹配高电压电极资料,进一步进步质量能量密度;没有液态电解质和隔阂,减轻电池重量,紧缩电池内部空间,进步体积能量密度;安全性进步,电池外壳及冷却系统模块得到简化,进步系统能量密度。


三是循环寿命长,有望防止液态电解质在充放电过程中继续形成和成长SEI膜的问题和锂枝晶刺穿隔阂问题,大大进步金属锂电池的循环性和运用寿命。


四是作业温度规划宽,固态锂电池针刺和高温安稳性极好,如全部选用无机固体电解质,最高操作温度有望到达300℃,从而防止正负极资料在高温下与电解液反响或许导致的热失控。


五是出产功率进步,无需封装液体,支持串行叠加排列和双极组织,可削减电池组中无效空间,进步出产功率。


六是具备柔性优势,全固态锂电池可以制备成薄膜电池和柔性电池,相关于柔性液态电解质锂电池,封装更为容易、安全,未来可运用于智能穿戴和可植入式医疗设备等。


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