鉅大LARGE | 點擊量:1195次 | 2021年08月30日
全固態(tài)鋰離子電池相比于液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點是什么
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)部短路時溫度驟升容易引起燃燒,甚至爆炸,要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結(jié)構(gòu),這樣會新增成本,但仍無法徹底處理安全問題。號稱bMS做到全球最好的特斯拉,在今年僅國內(nèi)就有ModelS發(fā)生嚴(yán)重起火事件。
很多無機(jī)固體電解質(zhì)材料不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題,也有望克服鋰枝晶現(xiàn)象,因而基于無機(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。聚合物固體電解質(zhì)依然存在一定的可燃燒風(fēng)險,但相比于含有可燃溶劑的液態(tài)電解液電池,安全性也有較大提高。
(2)能量密度高
目前,市場中使用的鋰離子電池電芯能量密度最高達(dá)到300Wh/kg左右。對全固態(tài)鋰離子電池來說,倘若負(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。要說明的是,由于固體電解質(zhì)密度高于液態(tài)電解質(zhì),有關(guān)正負(fù)極材料相同的體系,液態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池能量密度要顯著高于全固態(tài)鋰離子電池。之所以說全固態(tài)鋰二次電池能量密度高,是因為負(fù)極可能采用金屬鋰材料。
(3)循環(huán)壽命長
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
固體電解質(zhì)有望戒備液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中繼續(xù)形成和生長固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶刺穿隔膜問題,有可能大大提升金屬鋰離子電池的循環(huán)性和使用壽命。
(4)工作溫度范圍寬
全固態(tài)鋰離子電池倘若全部采用無機(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)鋰離子電池的低溫性能有待提高。詳盡電池的工作溫度范圍,緊要與電解質(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)鋰離子電池的電化學(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。目前主流的三元電池在4.2V-4.5V之間。
(6)具備柔性優(yōu)點
全固態(tài)鋰離子電池可以制備成薄膜電池和柔性電池,將來可使用于智能穿戴和可植入式醫(yī)療設(shè)備等。相有關(guān)柔性液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池,封裝更為容易、安全。
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