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全固锂二次电池的不确定性优点

全固锂二次电池的不确定性优点

来源:
2021/10/18 18:09
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【摘要】:

  全固态锂二次电池的潜在优势

  与液体锂电池相关的全固态锂电池的优点包括:

  (1)安全性能高

  由于液体电解质中含有易燃的有机溶剂,当内部短路温度升高时,容易引起燃烧甚至爆炸。有必要安装防温升、防短路安全装置结构,这样会增加成本,但仍不能完全解决安全问题。特斯拉自称BMS是世界上最好的,但今年仅在韩国就发生了严重的model火灾。

  许多无机固体电解质材料具有不燃、不腐蚀、不挥发、不泄漏等特点,有望克服锂枝晶现象。因此,基于无机固体电解质的全固态锂二次电池具有较高的安全性。聚合物固体电解质仍有一定的燃烧风险,但比含有易燃溶剂的液体电解质电池更安全。

  (2)能量密度高

  目前市场上锂电池的最高能量密度约为300Wh/kg。对于固态锂电池而言,如果正极材料是金属锂,则能量密度有望达到300-400Wh /kg甚至更高。需要注意的是,由于固体电解质的密度高于液体电解质,因此,就正负材料体系而言,液体电解质锂电池的能量密度明显高于全固体锂电池。固体锂二次电池能量密度高的原因是金属锂可以作为正极。

  (3)循环寿命长

  固体电解质可以防止液体电解质充放电过程中固体电解质界面膜和锂枝晶穿透膜的不断形成和生长,大大提高锂离子金属电池的循环度和使用寿命。

  (4)工作温度范围宽

  如果所有固体锂电池都使用无机固体电解质,预计最高工作温度可升至300℃以上。目前,大容量全固态锂电池的低温性能有待提高。电池的具体工作温度范围与电解质的高低温特性和界面电阻有关。

  (5)电化学窗宽

  全固态锂电池具有广阔的电化学稳定窗口,电势可达5V,适用于高压电极材料,有利于进一步提高能量密度。目前主流的三极电池范围从4.2V到4.5V。

  (6)灵活性的优势

  全固态锂电池可以制成薄膜电池和柔性电池,在未来可用于智能穿戴和植入医疗设备。与柔性液态电解质锂电池相比,封装更简单、更安全。

 

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