固态锂电池的优势何在

来源:钜大LARGE    2017-06-12    点击量:
      各国为完成既定的高能量密度的目的,均在积极地中止锂硫电池、锂空气电池、或锂金属电池等电池的先导性研讨。从当前能量密度持续提升的态势及研发的停顿来看,我国提出的2025年400Wh/kg的能量密度央求较高,正加速倒逼新型电池技术的研发及应用。目前,一些企业研发出的全固态锂电池能量密度可达300-400Wh/kg,其有望成为作为下一代高能量密度动力和储能电池技术的重要展开方向,全固态锂电池的研发和应用已成为学术界和产业界的共识。
      相较于传统锂电池,固态锂电池的差别在于电解质固态化。全固态锂电池与传统锂电池一样,包括电池各单元(正极、负极、电解质),其工作原理与传统锂电池的原理相同。
      固态锂电池平安性及高能量密度的性能优势突出。固态锂电池在继承传统锂电池的优点根底上,平安性、能量密度等方面有了大幅进步。
      1、平安性极高:与传统锂电池相比,全固态电池最突出的优点是平安性。液态电解质易燃易爆,以及在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔阂,惹起电池短路,构成平安隐患。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也抑止了锂枝晶现象,因此全固态电池具有极高平安性。
      2、能量密度提升:一是电压平台的提升,电池能量密度将增大。有机电解质电化学窗口有限,难以兼容金属锂负极和新研发的高电势正极资料,但是固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口,有利于进一步提升电池的能量密度。二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长,资料应用体系范围大幅提升,为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定根底。目前全固态锂电池研发可提供的能量密度根本可达300-400Wh/kg。
      3、循环性能加强:液态电解质在充放电过程中可与锂离子发作不可逆反响,构成固体电解质界面膜(SEI),会招致活性物质和电解质的损失,降低了库伦效率。而固态电解液处置了固体电解质界面膜(SEI)的问题和锂枝晶现象,大大提升了锂电池的循环性和运用寿命(例如LIPON做电解质资料,理想状况下循环性能表现优秀,循环45000次左右)。
      4、适用范围扩展:固态电解质赋予固态锂电池构造紧凑、范围可调、设计弹性大等特性,固态电池既能够设计成厚度仅几微米的薄膜电池,用于驱动微型电子器件,也可制成大容量动力电池,用于动力和储能范畴。此外,固态资料内在的上下温稳定性,为全固态电池在更宽的温度范围(工作温度范围约为-25C到60C)内工作提供了根本保证。
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