固態(tài)電池與鈷是個什么樣的關系
來源:寶鄂實業(yè)
2021-09-03 17:35
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早期固態(tài)電池的電解質是聚合物電解質,以PEO(聚環(huán)氧乙烷)占絕大多數,PEO的電化學穩(wěn)定窗口(氧化電位)是3.8V,無法與高電壓正極材料(鈷酸鋰、三元材料等)相容,只能用磷酸鐵鋰做正極,所以不用鈷的說法就流傳下來。
不過早期的固態(tài)電池有一個缺點,那就是能量密度并不高。例如法國博洛雷的固態(tài)電池就是PEO電解質+磷酸鐵鋰正極,能量密度只有170wh/kg,并且工作溫度高達80度,所以沒有推廣開,只裝了3000輛車。
也就是說,早期的固態(tài)電池其實是磷酸鐵鋰固態(tài)電池,不用鈷,稱之為無鈷電池并不為過。
隨著電池技術的發(fā)展,目前絕大多數在研究試制中的固態(tài)電池都用含鈷正極,以鈷酸鋰和三元材料為主:固態(tài)電池的核心是電解質,目前主要分為兩類:聚合物電解質和無機物電解質。無機物又有氧化物和硫化物兩種,它們的電化學窗口大致上分別為5.4V和5.7V,可以使用鈷酸鋰和三元材料,以提電池的高密度和性能。盡管也有其他種類的正極材料在研究,但都遠遠沒有鈷酸鋰和三元材料成熟。
應用鈷酸鋰和三元材料作為正極,可大幅提高電池的能量密度。例如豐田,它的正極材料也是鈷酸鋰,能量密度為400wh/kg;
那么這里已經有結論了:以鈷酸鋰和三元材料作為正極的固態(tài)電池,含鈷,這種固態(tài)電池不是無鈷電池。
顯然,目前含鈷的固態(tài)電池,優(yōu)于早期無鈷的固態(tài)電池。有一種說法是,在可以預見的未來,固態(tài)電池是必須用鈷的,而且比例要比鋰離子電池的還要高!
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