全固態(tài)二次鋰電池的優(yōu)點(diǎn)在哪?
來(lái)源:寶鄂實(shí)業(yè)
2022-06-06 13:29
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(1)安全性能高
由于液態(tài)電解質(zhì)中含有易燃的有機(jī)溶劑,發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)溫度驟升容易引起燃燒,甚至爆炸,需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結(jié)構(gòu),這樣會(huì)增加成本,但仍無(wú)法徹底解決安全問(wèn)題。號(hào)稱BMS做到全球最好的特斯拉,在今年僅國(guó)內(nèi)就有兩輛ModelS發(fā)生嚴(yán)重起火事件。因而基于無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰二次電池有望具有很高的安全特性。
(2)能量密度高
目前,市場(chǎng)中應(yīng)用的鋰離子電池電芯能量密度最高達(dá)到260Wh/kg左右,正在開(kāi)發(fā)的鋰離子電池能量密度可達(dá)到300-320Wh/kg。對(duì)全固態(tài)鋰電池來(lái)說(shuō),如果負(fù)極采用金屬鋰,電池能量密度有望達(dá)到300-400Wh/kg,甚至更高。全固態(tài)二次電池有望獲得更高的功率密度。固態(tài)電解質(zhì)以鋰離子作為單一載流子,不存在濃差極化,因而可工作在大電流條件,提高電池的功率密度。
(3)循環(huán)壽命長(zhǎng)
固體電解質(zhì)有望避免液態(tài)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中持續(xù)形成和生長(zhǎng)固體電解質(zhì)界面膜的問(wèn)題和鋰枝晶刺穿隔膜問(wèn)題,有可能大大提升金屬鋰電池的循環(huán)性和使用壽命。
(4)工作溫度范圍寬
全固態(tài)鋰電池如果全部采用無(wú)機(jī)固體電解質(zhì),最高操作溫度有望提高到300℃甚至更高,目前,大容量全固態(tài)鋰電池的低溫性能有待提高。具體電池的工作溫度范圍,主要與電解質(zhì)及界面電阻的高低溫特性有關(guān)。
(5)電化學(xué)窗口寬
全固態(tài)二次鋰電池的電化學(xué)穩(wěn)定窗口寬,有可能達(dá)到5V,適應(yīng)于高電壓型電極材料,有利于進(jìn)一步提高能量密度。目前基于氮化磷酸鋰的薄膜鋰電池可以在4.8V工作。
(6)具備柔性優(yōu)勢(shì)
固態(tài)二次鋰電池還具有結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)??烧{(diào)、設(shè)計(jì)彈性大等特點(diǎn)。固態(tài)電池既可以設(shè)計(jì)成厚度僅幾微米的薄膜電池,用于驅(qū)動(dòng)微型電子器件,也可制成宏觀體型電池,用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)、電網(wǎng)儲(chǔ)能等領(lǐng)域,并且在這些應(yīng)用中,電池的形狀也可根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。
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