什么是固態(tài)電池，為什么它們是汽車的未來！
來源：寶鄂實業(yè)
2019-04-01 10:03
點擊量：次
我們的日常需要越來越多的容量，耐用性和穩(wěn)定性的電池。無論是移動設備還是電動汽車，都需要更好的電池。像特斯拉這樣的品牌在鋰離子電池的管理方面取得了真正的成就，在不需要更換電池的情況下提高了模型的自主性。但這還不夠。如果有一天電動汽車想要模仿熱力發(fā)動機汽車作為交通工具，那么電池應該提供更大的自主性，更高的穩(wěn)定性甚至安全性。并且這可以通過所謂的固態(tài)電池實現(xiàn)。
幾個月前，豐田暗示，到2022年它可能推出配備固態(tài)電池的電動汽車。并不是唯一一家對這項新技術寄予厚望的制造商。Dyson計劃生產電動汽車，其子公司Sakti3開發(fā)了這項技術。另外智能手機的制造商也會像三星一樣投注固態(tài)電池。雖然在這種情況下，他們對他們提供的安全性更感興趣，因為它們不能像“經典”鋰離子電池那樣被點燃。
什么是固態(tài)電池
該固態(tài)電池是鋰的演進 - 離子電池，其主要發(fā)展必須約翰B.古迪納夫，認為該鋰的父親 - 離子電池，奧斯汀大學（得克薩斯州）。在94歲時，他繼續(xù)領導一個開發(fā)團隊，以便固態(tài)電池成為現(xiàn)實。但要了解固態(tài)電池的工作原理，我們必須首先記住鋰離子電池的工作原理。
鋰離子電池由兩個金屬（或復合）電極組成，一個是陰極，另一個陽極浸沒在導電液體（電解質）中。該集合就是所謂的單元格。并且?guī)讉€電池的組合形成電池。電池使用鋰鹽作為電解質，其獲得在陰極和陽極之間發(fā)生可逆化學反應所必需的離子。
當電池充電并且設備與其連接以進給時，例如當我們啟動汽車時，該組的電路閉合。這激活了引起電離粒子從一個電極到另一個電極的循環(huán)的化學反應，將電子的產生拖到電池的端子，即“釋放”能量。如果然后將充電器連接到電池端子，則會發(fā)生反向化學過程：顆粒沿另一個方向循環(huán)，電池重新充電。
固態(tài)電池的工作原理與鋰離子電池相同，主要區(qū)別在于電解液。在第一種情況下，它是液體，在第二種情況下是固體材料。在研究小組利用約翰·古德諾一個電解質玻璃這將有利于大批量生產，但也有其他球隊與其他材料的工作，如納米金裹在沉浸在凝膠依次錳。就其本身而言，豐田對其使用的穩(wěn)固性保密。
有什么好處
從理論上講，固態(tài)電池將成為電動汽車熱潮的靈丹妙藥。豐田拒絕制造電動汽車，因為它認為在目前的技術狀態(tài)下，無法滿足駕駛者的需求。也就是說，它的自主權非常有限，并且需要花費大量時間進行夸張的長時間充電。對于豐田來說，兩個陷阱使得電動汽車今天變得不可靠。然而，配備固態(tài)電池的汽車將消除這兩個弱點。
在鋰離子電池中，隨著時間的推移，即在生命周期（充電和放電）中，液態(tài)鋰通過穿過陽極和陰極之間的隔板而固化，從而產生樹枝狀晶體（或空腔）。這些枝晶會導致電池性能下降，在極端情況下會導致過熱，短路甚至爆炸。
John Goodenough的團隊使用固體玻璃電解質，即液體的位置。玻璃電解質允許使用的堿金屬陽極（負側），其增加了電池充電的密度 -可以存儲更多的能量比鋰離子相同大小-并且防止枝晶的形成。此外，玻璃使電池即使在-20C的環(huán)境溫度下也能運行。
因此，固態(tài)電池提供更多的自主權，非常短的充電時間和安全性。據John Goodenough團隊稱，固態(tài)電池可以存儲三倍于鋰離子電池的能量，并在不到一小時的時間內充電。在此外，由于該固態(tài)，也更安全，因為在事故不會起火 ， 因為它與鋰離子的不和也防止枝晶的形成，大大延長其使用壽命和安全性（因此利息三星在這種類型的電池......）。此外，使用玻璃基電解質將有助于這些電池的大規(guī)模生產，從而有助于降低其成本。
在交易時
在調查開始時，人們可能會認為在這些電池的交易中看到實際應用還需要幾十年的時間。然而，已經有許多制造商存放與固態(tài)電池相關的專利。由于Maria Helena Braga在玻璃領域取得的進展，豐田，菲斯克或三星，甚至John Goodenough自己的團隊已經在這方面申請了專利。所有這一切使我們越來越接近商業(yè)現(xiàn)實。
三星估計，在最多兩年內，它將擁有市場上固態(tài)電池的智能手機。就其本身而言，豐田將推出首款采用固態(tài)電池的電動汽車2022年。如果這種類型的電池符合其承諾 - 自主性，快速充電，安全性，低成本 - 電動汽車將最終強制譴責內燃機死亡。
