固態(tài)電池的優(yōu)勢(shì)是什么你了解嗎？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-22 21:54
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傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池，被科學(xué)家們稱為“搖椅電池”，兩端都有正負(fù)電極，中間是電解質(zhì)(液體)。其中，鋰離子就像一個(gè)優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員在正負(fù)兩極之間來(lái)回跑動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中完成了電池的充放電過(guò)程。
然而，這個(gè)看似有趣的結(jié)構(gòu)也有其缺陷。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，今年上半年發(fā)生了10起電動(dòng)汽車燃燒事故。消防部門得出結(jié)論，新能源汽車最常見的燃燒場(chǎng)景是充電時(shí)燃燒。此外，電池還會(huì)在行駛或停車時(shí)產(chǎn)生燃燒。
不久前，在北京舉行的第二屆儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展方向研討會(huì)上，與會(huì)專家提出，固態(tài)電池是未來(lái)較為理想的選擇，并就如何提高其能量密度和安全性提出了發(fā)展路徑。
液態(tài)鋰電池的可繼承性
一些專家分析了液體鋰電池頻繁爆炸的原因。其原因是傳統(tǒng)的鋰電池在強(qiáng)電流下工作時(shí)可能出現(xiàn)枝晶，刺穿隔膜造成短路損傷。電解液是一種有機(jī)液體，在高溫下會(huì)加劇副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)氣和燃燒傾向。
近年來(lái)，學(xué)術(shù)界、業(yè)界認(rèn)為，使用固態(tài)電池在安全性上是比較有保障的，因?yàn)樗梢岳^承液態(tài)鋰電池的“江湖地位”。
“蓄能的春天來(lái)了，蓄能產(chǎn)業(yè)正在蓬勃發(fā)展。在各種儲(chǔ)能技術(shù)中，電池儲(chǔ)能是最受關(guān)注和發(fā)展最快的方向。全固態(tài)鋰離子電池是大規(guī)模儲(chǔ)能的理想化學(xué)電源。中國(guó)科學(xué)院電氣工程研究所儲(chǔ)能技術(shù)課題組。
專家認(rèn)為，全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)的有機(jī)液體電解質(zhì)，有望從根本上解決電池安全問(wèn)題。是電動(dòng)汽車和大規(guī)模儲(chǔ)能的理想化工電源。
固體電解質(zhì)電池將是下一個(gè)風(fēng)口，是未來(lái)新能源電池的主要發(fā)展趨勢(shì)。“固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池的區(qū)別在于電解質(zhì)是固態(tài)的，這在理論上有一定的優(yōu)勢(shì)。”北京理工大學(xué)國(guó)家電動(dòng)汽車工程實(shí)驗(yàn)室和中國(guó)電機(jī)學(xué)會(huì)電動(dòng)汽車專業(yè)委員會(huì)委員孫立清說(shuō)。
固態(tài)鋰電池技術(shù)采用鋰和鈉的玻璃化合物作為導(dǎo)電材料，替代了以往鋰電池的電解質(zhì)，大大提高了鋰電池的能量密度。固體電解質(zhì)可以降低電池的可燃性。雖然電池中有一些燃燒成分，但固體電解質(zhì)可以防止燃燒。因此，與傳統(tǒng)的有機(jī)電池系統(tǒng)相比，固體電解質(zhì)不會(huì)引起燃燒。
那么，固態(tài)電池中的固體電解質(zhì)是如何工作的呢?據(jù)專家介紹，它的密度和結(jié)構(gòu)允許更多的帶電離子聚集在一端，并傳導(dǎo)更大的電流，從而增加了電池的容量。因此，固態(tài)電池在同樣的電量下變得更小。另外，由于固態(tài)電池中沒(méi)有電解質(zhì)，所以更容易密封電池。當(dāng)用于汽車等大型設(shè)備時(shí)，不需要增加額外的冷卻管和電子控制器，不僅節(jié)省了成本，而且有效地減輕了重量。
研究和應(yīng)用是相輔相成的
將固體電解質(zhì)引入鋰電池的目的是突破目前有機(jī)電解質(zhì)的局限，提高電池的能量密度、功率、溫度范圍和安全性。與會(huì)專家指出，要真正實(shí)現(xiàn)這些目標(biāo)，還需要解決電解液材料本身以及與電極的界面存在的一些問(wèn)題。
