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2023-01-30
更新時(shí)間:2022-03-22 22:39:45作者:佚名
固態(tài)電池將會(huì)成為未來(lái)新能源電動(dòng)車的主要主力,它所帶來(lái)的優(yōu)勢(shì)是非常明顯的,能夠提升電池?zé)崃?,安全性也更高,固態(tài)電池有什么優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn)?下面小編就來(lái)說(shuō)說(shuō)。
固態(tài)指的是固態(tài)電解質(zhì),固態(tài)電池實(shí)際上是固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池。固態(tài)電解質(zhì)密度更高,結(jié)構(gòu)更堅(jiān)固,可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導(dǎo)更大的電流,進(jìn)而提升電池容量。
使用固態(tài)電解質(zhì),帶來(lái)一個(gè)很大的好處,它既可以當(dāng)電解質(zhì)用,也可以當(dāng)隔膜用,這樣電池結(jié)構(gòu)變得更簡(jiǎn)單了,生產(chǎn)也能夠簡(jiǎn)化。同樣的空間中可以放下更多用來(lái)儲(chǔ)存能量的陽(yáng)極和陰極材料,意味著能夠存儲(chǔ)更多的能量。
固態(tài)電解質(zhì)能夠在更寬的電壓范圍下工作,同樣有利于增加能量存儲(chǔ)密度。
與液態(tài)電池相比,固態(tài)電池最突出的優(yōu)點(diǎn)是安全性。固態(tài)電解質(zhì)不可燃;能夠在更高的溫度范圍工作,如-50℃~200℃;固態(tài)電解質(zhì)沒有腐蝕性,不會(huì)發(fā)生漏液現(xiàn)象;固態(tài)電解質(zhì)也不會(huì)揮發(fā)。
固態(tài)電池的電極材料可以沿用現(xiàn)在液態(tài)電池的材料體系,比如使用三元鋰或者磷酸鐵鋰作為陰極材料,使用石墨和硅作為陽(yáng)極材料,甚至可以使用金屬鋰作為陽(yáng)極,大幅提高電池的能量密度。
固態(tài)電池發(fā)熱量低,不需要特殊的冷卻系統(tǒng),液態(tài)電池通常需要水冷,固態(tài)電池只需要風(fēng)冷就可以了。
因?yàn)榘踩愿?,固態(tài)電池還可以做得更緊湊,甚至比現(xiàn)在液態(tài)電池的CTP結(jié)構(gòu)或者刀片結(jié)構(gòu)更進(jìn)一步,做成只有一兩個(gè)或者幾個(gè)單體電池的電池包。
液態(tài)電池目前已經(jīng)接近能量存儲(chǔ)密度極限,而固態(tài)電池的理論能量存儲(chǔ)密度極限是液態(tài)鋰離子電池的2~10倍。
總之,固態(tài)電池的理論能量密度比液態(tài)電池高得多;固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單生產(chǎn)成本更低;固態(tài)電池可以使用更便宜的材料,能夠進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本;固態(tài)電池的理論壽命更長(zhǎng),甚至有可能使用30年不壞;固態(tài)能夠在更高的溫度范圍工作,因此電動(dòng)汽車冬季續(xù)航不會(huì)打折扣。
固態(tài)電池的缺點(diǎn)也很明顯,采用固體固體電解質(zhì)和電極后,導(dǎo)電率降低,其次是固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的接觸問(wèn)題,電解質(zhì)和正負(fù)極材料的集成、生產(chǎn)技術(shù)和工藝等對(duì)于固態(tài)電池都是當(dāng)下面臨的挑戰(zhàn)。
就目前固態(tài)電池所面臨的的技術(shù)問(wèn)題,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模量產(chǎn)預(yù)估在2025年之后。
而且固態(tài)電池現(xiàn)在的技術(shù)難度很高,所以生產(chǎn)效率很低,導(dǎo)致成本高居不下,大概是三元鋰電池的幾十倍,導(dǎo)致無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用,也算是固態(tài)電池的一大缺點(diǎn),因?yàn)殡妱?dòng)汽車不是頂級(jí)超跑,是要成為未來(lái)主流的一種車型。