固態(tài)電池的原理和優(yōu)點(diǎn)介紹
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2021-09-14 13:38
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固態(tài)電池的原理
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰離子電池又被科學(xué)家們形象地稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極，中間為電解質(zhì)（液態(tài)）。而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動(dòng)員，在搖椅的兩端來回奔跑，在鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動(dòng)過程中，電池的充放電過程便完成了。
固態(tài)電池的原理與之相同，只不過其電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子集中在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。因此，同樣的電量，固態(tài)電池體積將變得更小。不僅如此，固態(tài)電池中由于沒有電解液，封存將會(huì)變得更加容易，在汽車等大型設(shè)備上使用時(shí)，也不要再額外新增冷卻管、電子控件等，不僅節(jié)約了成本，還能有效減輕重量。
固態(tài)電池有什么優(yōu)點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)一：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，而是筆直使用金屬鋰來做負(fù)極，這樣可以分明減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有分明提高。
優(yōu)點(diǎn)二：薄——體積小。傳統(tǒng)鋰離子電池中，要使用隔膜和電解液，它們加起來占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而倘若把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代（緊要有有機(jī)和無機(jī)陶瓷材料兩個(gè)體系），正負(fù)極之間的距離（傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充，今朝由固態(tài)電解質(zhì)填充）可以縮短到甚至惟有幾到十幾個(gè)微米，這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。
優(yōu)點(diǎn)三：柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米級(jí)以下后常常是可以彎曲的，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)有分明的提高，通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料（不能是剛性的外殼），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。
優(yōu)點(diǎn)四：更安全。傳統(tǒng)鋰離子電池可能發(fā)生以下危險(xiǎn)：（1）在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞（2）電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分析、萌生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會(huì)加劇。
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