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電池知識

什么是固態(tài)電池?全固態(tài)電池是一種什么樣的技術(shù)呢?

來源:未知    2019-03-29 22:26    點擊量:
前段時間,國外媒體紛紛發(fā)布了一條消息,電動汽車品牌 Fisker 申請了一個固態(tài)鋰電池專利,最高續(xù)航 800 公里,充電只要 1 分鐘。

大家沸騰起來,簡直一舉解決了續(xù)航和快充兩大難題。

 

FOX 電視臺還請 Fisker 本人上節(jié)目采訪。Fisker 說 1 月的 CES 他們將會對外展示這項技術(shù),真正量產(chǎn)預(yù)計要到 2023 年,屆時價格將只有鋰電池的三分之一。

 

2017年年中,F(xiàn)isker 才發(fā)布了下一代 Emotion 車型,使用鋰電池,續(xù)航為 640 公里,充電 9 分鐘可行駛 200 公里。

 

再早一點兒,2016年,F(xiàn)isker 首發(fā)了 Emotion 官圖,夕陽下蝴蝶對開門的車身剪影很驚艷。當時說的是使用石墨烯電池,續(xù)航 640 公里——史上首款續(xù)航超過 480 公里的豪華電動汽車。

 

因為那個時候特斯拉的 Model S 100D 還沒出,90D 續(xù)航是 450 公里。

 

 

 

▲Fisker Emotion

 

那么,什么是固態(tài)電池?全固態(tài)電池到底是一種什么樣的技術(shù)?

 

如果通俗地講,全固態(tài)電池就是里面沒有氣體、沒有液體,所有材料都以固態(tài)形式存在的電池。

 

而考慮到現(xiàn)在人們?nèi)粘I钪凶顬槌R姷碾姵貫殇囯x子電池,我們在這里將默認把“全固態(tài)鋰離子電池”當做全固態(tài)電池的代表(暫時忽略全固態(tài)鋰硫等新型電池)。

 

本文也會著重介紹全固態(tài)鋰離子電池(以下將全部簡稱為“全固態(tài)電池”)的各方面,以饗讀者。

 

一般來說,鋰離子電池主要由正極、負極、隔膜、電解液、結(jié)構(gòu)殼體等部分組成,其中電解液使得電流可以在電池內(nèi)部以離子形式傳導(dǎo)。

 

電解液技術(shù)是鋰電池的核心技術(shù)之一,也是現(xiàn)在電池工業(yè)中利潤很高的一個組成部分。

 

  

鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖

其中Li+(鋰離子)在內(nèi)電路中,通過電解質(zhì)(electrolyte)傳導(dǎo)

 

但是很多讀者可能發(fā)現(xiàn)過自己的鋰電池用久后有的會鼓脹,而在更極端的小概率事件下,有的甚至?xí)l(fā)生危險(比如近來的扭扭車的電池爆炸事件,導(dǎo)致了相關(guān)的生產(chǎn)企業(yè)和電池企業(yè)遇到了全面的困難)。

 

另外一般來說,現(xiàn)在的鋰離子電池的工作溫度范圍有限,在40 度以上的高溫下壽命會急劇縮短,安全性能會也出現(xiàn)很大的問題(所以特斯拉MODEL S會有一套嚴格的電池溫控系統(tǒng),就是為此)。

 

實際上,以上所說的幾個安全方面的問題都是與我們現(xiàn)在電池用的有機體系的電解液直接相關(guān)的。

 

而為了解決電池安全問題,提高能量密度,目前科研界和工業(yè)界都在研發(fā)以及生產(chǎn)全固態(tài)電池,也就是把傳統(tǒng)的鋰離子電池的隔膜和電解液,換成固態(tài)的電解質(zhì)材料。

 

那么說來說去,相比于我們生活中最常見的普通鋰離子電池,全固態(tài)電池的優(yōu)點主要有哪些呢?首先,我們要知道——

 

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