全固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)分別是什么？
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-12-14 22:42
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全固態(tài)鋰離子電池是新能源汽車的下一個(gè)發(fā)展方向。隨著新能源汽車的發(fā)展，高能量密度、高安全性的電池已成為市場(chǎng)的必然目標(biāo)。有專家認(rèn)為，用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)電解質(zhì)，本質(zhì)上是提高鋰電池安全性的唯一途徑。固態(tài)鋰離子電池采用固體電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的有機(jī)液體電解質(zhì)，有望從根本上解決電池安全問題，是電動(dòng)汽車和大規(guī)模儲(chǔ)能的理想化學(xué)動(dòng)力源。
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全固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)
全固態(tài)鋰離子電池是一種采用固體電極和固體電解質(zhì)的新型電池。其結(jié)構(gòu)包括正極、電解質(zhì)和負(fù)極。它是由固體材料構(gòu)成的。其高密度、高安全性、高輸出功率等性能比傳統(tǒng)液體電池具有更多的優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車領(lǐng)域的應(yīng)用前景，有望替代目前鋰離子電池的下一代電池。
優(yōu)點(diǎn):
1. 高安全性能。當(dāng)液體電解質(zhì)縮短時(shí)，溫度上升，點(diǎn)燃電解質(zhì)并引起爆炸。固體電解質(zhì)是不燃、不腐蝕、不揮發(fā)、無泄漏的問題，也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，所以全固態(tài)電池具有很高的安全性。
2. 高的能量密度。高能量密度主要是由于固體電解質(zhì)一般具有較寬的電化學(xué)窗口，如一系列小盒，使更多的高壓陰極材料可以安裝。另外，固態(tài)電池體積小，穩(wěn)定性好，可以簡(jiǎn)化電池管理，提高能量密度。
3.相對(duì)較輕。在傳統(tǒng)的鋰離子電池中，隔膜和電解質(zhì)加在一起占電池體積的40%和質(zhì)量的25%，固體電解質(zhì)自然會(huì)減少體積和質(zhì)量。
4. 強(qiáng)烈的循環(huán)性能。固體電解質(zhì)解決了液體電解質(zhì)充放電時(shí)形成的固體電解質(zhì)界面膜和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提高了鋰電池的圓度和使用壽命。
缺點(diǎn):
1. 過度界面阻抗。固體電解質(zhì)與電極材料的界面為固態(tài)，電極與電解質(zhì)的有效接觸較弱，離子在固體材料中的傳輸動(dòng)力學(xué)較低。
2、快速充電比較困難。電池的阻抗、電導(dǎo)率等問題都表明，內(nèi)阻大，會(huì)阻礙充電，而由于內(nèi)阻大，會(huì)造成充電過程中的能量損耗，這部分能量的浪費(fèi)是不容忽視的。
3.成本和價(jià)格高。成本是阻礙商品化的最大因素。沒有利潤(rùn)，就沒有市場(chǎng)。固態(tài)電池制備技術(shù)不成熟，電池使用數(shù)據(jù)采集不全面。固態(tài)電池電解質(zhì)制造的兩個(gè)核心問題——固態(tài)界面優(yōu)化——還不夠成熟，不足以使固態(tài)電池的成本居高不下。
中國應(yīng)該發(fā)展全固態(tài)鋰離子電池
最近，日本東京理工學(xué)院等機(jī)構(gòu)的研究人員研制出了一種超高速充放電的全固態(tài)電池，朝著全固態(tài)電池的實(shí)際應(yīng)用方向邁出了一大步。盡管世界上許多國家都在競(jìng)相開發(fā)全固態(tài)電池，但其實(shí)際應(yīng)用面臨著一個(gè)重大問題:高壓電極與固體電解質(zhì)之間的高電阻影響電池性能，目前尚無明確的解決方案。
與中國、日本和韓國企業(yè)主導(dǎo)動(dòng)力電池市場(chǎng)上很難超越其他地區(qū)目前的技術(shù)路線,所以一些歐美企業(yè)已經(jīng)將目光轉(zhuǎn)移到下一代電池技術(shù)(固態(tài)和氫燃料電池)的主導(dǎo)下一輪的競(jìng)爭(zhēng)。相比之下,許多企業(yè)在歐洲,美國,日本和韓國,中國和其他國家,積極布局和開發(fā)固態(tài)電池,中國企業(yè)進(jìn)入相對(duì)較晚,主要由科研機(jī)構(gòu)或大學(xué),但一些企業(yè)也積極推動(dòng)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。
