固態(tài)電池有哪些方面的優(yōu)勢(shì)?
薄--體積小
實(shí)際上,體積能量密度對(duì)于電池來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的參數(shù),如果就應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)說(shuō),要求從高到低是消費(fèi)電子產(chǎn)品》家用電動(dòng)汽車》電動(dòng)公交車。
如果通俗地講,就是體積能量密度高了,因此相同質(zhì)量的電池才能做的體積更小。
電子產(chǎn)品中的可用空間往往很有限,很多產(chǎn)品(例手機(jī)、平板電腦)有近1/3左右的體積和質(zhì)量已經(jīng)被電池占據(jù),而且在廣大生產(chǎn)廠商和消費(fèi)者希望對(duì)電池進(jìn)一步提高容量(增加續(xù)航)和壓縮體積(便攜美觀和便于設(shè)計(jì))的要求下,高壓實(shí)、體積能量密度最高的鈷酸鋰(LCO)電池依然是當(dāng)仁不讓的主流產(chǎn)品。
傳統(tǒng)鋰離子電池中,需要使用隔膜和電解液,它們加起來(lái)占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量
柔性化的前景
全固態(tài)電池可以經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化,變成柔性電池,從而帶來(lái)更多的功能和體驗(yàn)。
實(shí)際上,即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米級(jí)以下后經(jīng)常是可以彎曲的,材料會(huì)變得有柔性。
相應(yīng)的,全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會(huì)有明顯的提高,通過(guò)使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料(不能是鋼性的外殼),制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。
實(shí)際上,以各種可穿戴設(shè)備為代表的柔性電子器件是下一代電子產(chǎn)品發(fā)展的重要方向,而這就要求該產(chǎn)品中的元件同樣需要具有柔性,因此柔性全固態(tài)電池是科研與工業(yè)界中,非常有前景的明日之星。
不僅如此,功能化的全固態(tài)電池潛力遠(yuǎn)不只以上的柔性電池,經(jīng)過(guò)電池材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以制成透明電池,或者是拉伸幅度可達(dá)300%的可拉伸電池,或是可以和光伏器件集成化的發(fā)電-存儲(chǔ)一體化器件等等--全固態(tài)電池所意味的功能上的創(chuàng)新應(yīng)用前景還有很多,在這方面科研人員與工程師們的想像力會(huì)給我們帶來(lái)越來(lái)越多的驚喜。
更安全
作為一種能量存儲(chǔ)器件,實(shí)際上所有電池在熱力學(xué)實(shí)質(zhì)上都不可能是絕對(duì)安全的。
但是電池實(shí)際應(yīng)用中的決定其真正安全性的因素是多方面的,影響因素包括電池的電極材料特性、電解液的性質(zhì),以及電子產(chǎn)品中的電池管理系統(tǒng)等。
目前一般商用的鋰離子的安全性是大家關(guān)心的重點(diǎn),在這里用“不夠理想”來(lái)評(píng)價(jià)現(xiàn)在電池的安全性,應(yīng)該是一個(gè)比較合適的評(píng)價(jià)。
輕--能量密度高
使用了全固態(tài)電解質(zhì)后,鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變,其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極,而是直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極,這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量,使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。
此外,許多新型高性能電極材料,可能之前與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性并不好,但是在使用全固態(tài)電解質(zhì)后該問(wèn)題可以得到一定的緩解。
















