全固态电池有什么特点

2019-06-19      856 次浏览

前期,丰田在各种不同场合,多次阐述其研发的全固态电池特点,除了重要的高安全特性,还解决和满足了长续驶里程需求,快充电特性,同时,还不需要冷却,体积可以缩减一半。

在早期,丰田执行副总裁勒罗伊(DidierLeroy)这样描述,丰田在固态电池技术的知识产权方面处于领先地位,可以让电池更安全,体积变的更小。

“ExecutiveVicePresidentDidierLeroybelievesToyotaistheleaderinsolid-statebatterytechnologyintermsofintellectualproperty.Heseesthemasa"game-changer"withthepotentialtodramaticallyimprovedrivingrange.

Leroysaid:Toyota'ssolid-statebatteriesarebasedonlithiumiontechnologybutcanoperateatahighertemperaturethancurrentlithiumionbatteries.Theydonotrequirecoolingandthusaremuchsmaller.”

让我们掀开全固态电池关键指标一角,探究一下这些特点的生成原因。

全固态电池耐热特性、低温特性、倍率特性突出

来自KentaroYOSHIDAandKeizoHARADA“All-Solid-StateLithiumBatterieswithWideOperatingTemperatureRangeMitsuyasu”对基于硫化物全固态电池做的几项测试(主要针对小容量电池的测试):

高温耐受性测试:电池在高温170℃规定的充放电(Thetestconditionswereaconstantcurrentof0.3mAcharge/discharge,chargedto0.3mAh,anddischargedto3.0V)、循环条件下,可以观察到,容量在高温下,非常稳定,变化很小,也就是说,副反应并没有显著的增加。

低温耐受性测试:电池在低温-40℃规定的充放电(Thetestconditionswereaconstantcurrentof0.02mA,chargedto0.02mAh,anddischargedto3.0V)、循环(试验条件为恒流0.02mA,充至0.02mAh,放电至3.0V)条件下,可以观察到,容量因低温影响,也是非常小的,仍然有很稳定的放出和充入。

放电倍率特性:常温下,在24C高倍率下放电,容量为低速率0.5C下的89%,说明该电池具有优良的功率特性。

上述测试条件,相比现在的商业化动力电池确实还有很大的局限性和差距,但是固态电池从娘胎里带来的优点还是非常明显的,在如此高的温度条件,表现如此稳定,安全性可见一斑。

对于一般液态电解质电池,其策略保护,高温>50℃进入报警状态;70℃进入热失控风险区。低温环境,<0℃限制充电电流。电池在很窄的15~45℃范围内才能稳定的工作。同时,为了保证电池系统的寿命,温差范围要求控制在<5℃。

全固态电池大大降低了对冷却系统的依赖

有资料显示,全固态电池耐热性在(80~120℃)、阻燃性(200℃),均远远高于现有应用的液态电解质的锂离子电池。这主要与电解质形态和结构有直接的关系。

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