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固体锂电池有哪些突显优点

固体锂电池有哪些突显优点

来源:
2021/06/18 15:44
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【摘要】:

  能源保障功能不断完善,坚实优势突出

  固态锂电池有望成为下一代锂电池的重要发展方向。为了结束既定的高能量密度政策,各国都在积极开展锂硫电池、锂空气电池或锂金属电池的先导性研究。从当时能量密度的发展趋势和进展来看,我国提出的2025年400Wh/kg的能量密度相对较高,加速了新型电池技术的开发和应用。目前,部分公司开发的全固态锂电池能量密度可达300-400Wh /kg,有望成为下一代高能密度电源和技术的重要发展方向。全固态锂电池的开发和应用已成为学术界和工业界的共识。

  固态锂电池与传统锂电池的区别在于固态电解质。全固态锂电池与传统锂电池相同,包括电池单体(正极、负极、电解质),其工作原理与传统锂电池相同。

  电解质,固态锂电池和聚合物,无机固体电解质取代传统的锂电池液体电解质(有机电解质),当主要的LISICON硫化物和氧化物,硫,和聚合物固体电解质锂硼氢化物,如中心的不同,由于差异,电解液中的盐、疏水剂和uf剂等化学物质,不再使用,全固态的锂电池的结构大大简化。目前的电解质研究首先满足于高电导率复合电解质的发展。

  在阴极方面,以前的研究都是将LiCoO2作为固态锂电池的阴极材料。此外,还有LiFePO4、LiMn2O4、三元材料等传统氧化物阴极,也可与高压氧化物阴极、高容量硫化阴极兼容。正极的研究方向将集中在负极的界面阻抗、正向高功率放电功能,如原位表面处理等。

  在阳极方面,除石墨阳极外,固态锂电池也在开发和应用一系列高性能的负极材料,包括锂金属(锂合金)、碳基(碳、硅、锡)、氧化物等负极材料。

  固态锂电池安全性好,能量密度高。固态锂电池继承了传统锂电池的优点,极大地提高了安全性和能量密度。

  1)安全性高:与传统的锂电池相比,全固态电池最突出的优点是安全性。液态电解质易燃易爆,锂枝晶在充放电过程中生长只会穿透缝隙,导致电池短路,构成安全隐患。固态电解液不烧、不腐蚀、不挥发、不存在漏电问题,克服了锂枝晶现象,所以所有固态电池具有很高的安全性。

  2)能量密度增加:第一,电压通道的增加会增加电池的能量密度。有机电解质的电化学窗口有限,难以与金属锂阴极和新开发的高电位阳极材料兼容。固体电解质比有机电解质具有更宽的电化学窗口,有利于进一步提高电池的能量密度。其次,固体电解质可以隔离锂枝晶的生长,大大提高了材料应用的系统规划,为锂电池在更高能量密度空间的新技术奠定了基础。目前所有的固体锂电池都可以提供高达300- 400wh /kg的能量密度。

  3)增强循环功能:液体电解质在充放电过程中与锂离子发生不可逆反应,形成固体电解质界面膜(SEI),导致活性物质和电解质的损失,降低库仑功率。固体电解质解决了固体电解质界面膜(SEI)和锂枝晶现象,大大提高了锂电池的循环和使用寿命。

  4)适用规划扩展:固体电解质使固体锂电池结构紧凑

 

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