什么是固態(tài)電池?固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢?
來源:寶鄂實業(yè)
2019-04-15 11:30
點擊量:次
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(rèn)把“全固態(tài)鋰離子電池”當(dāng)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(fù)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。
安全性,其實是全固態(tài)電池領(lǐng)域發(fā)展的最根本驅(qū)動力之一。下面說一下固態(tài)電池的優(yōu)勢
優(yōu)勢之一:薄--體積小
實際上,體積能量密度對于電池來說是一個很重要的參數(shù),如果就應(yīng)用領(lǐng)域來說,要求從高到低是消費電子產(chǎn)品》家用電動汽車》電動公交車。
如果通俗地講,就是體積能量密度高了,因此相同質(zhì)量的電池才能做的體積更小。
電子產(chǎn)品中的可用空間往往很有限,很多產(chǎn)品(例手機(jī)、平板電腦)有近1/3左右的體積和質(zhì)量已經(jīng)被電池占據(jù),而且在廣大生產(chǎn)廠商和消費者希望對電池進(jìn)一步提高容量(增加續(xù)航)和壓縮體積(便攜美觀和便于設(shè)計)的要求下,高壓實、體積能量密度最高的鈷酸鋰(LCO)電池依然是當(dāng)仁不讓的主流產(chǎn)品。
傳統(tǒng)鋰離子電池中,需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。
而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代(主要有有機(jī)和無機(jī)陶瓷材料兩個體系),正負(fù)極之間的距離(傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充,現(xiàn)在由固態(tài)電解質(zhì)填充)可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米,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。
不僅如此,很多經(jīng)過物理/化學(xué)氣相沉積(PVD/CVD)制備的全固態(tài)電池,其整體厚度可能只有幾十個微米,因此就可以制成非常小的電源器件,整合到MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))領(lǐng)域中。
能夠制成體積非常小的電池也是全固態(tài)電池技術(shù)的一大特色,這可以方便電池適應(yīng)各種新型小尺寸智能電子設(shè)備的應(yīng)用,而在這一點上傳統(tǒng)的鋰離子電池的技術(shù)是很難達(dá)到的。
能量密度是動力電池性能的第一指標(biāo),隨著中國電動車市場由“政策驅(qū)動”向“政策助跑”轉(zhuǎn)換,政策對于鋰電池能量密度提升的導(dǎo)向已經(jīng)明確。
同時,隨著電動車銷量的增長,自燃爆炸等安全事故頻次也明顯增加,這背后傳統(tǒng)鋰電采用的可燃性液態(tài)電解質(zhì)難辭其咎。在能量與安全性能上,當(dāng)前鋰電池技術(shù)還有巨大的提升空間,傳統(tǒng)的液態(tài)電池絕不會是技術(shù)的終點。












