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全固態鋰離子電池相比於液態鋰離子電池有什麽優勢

發布日期:2020-11-18 14:27:47來源:鋰電池廠家

(1)全固態鋰鋰離子電池安全性能高


由於液態電解質中含有易燃的有機溶劑,發生內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構,這樣會新增成本,但仍無法徹底解決安全問題。號稱BMS做到全球最好的特斯拉,在今年僅國內就有兩輛ModelS發生嚴重起火事件。很多無機固體電解質材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題,也有望克服鋰枝晶現象,因而基於無機固體電解質的全固態鋰二次電池有望具有很高的安全特性。聚合物固體電解質仍然存在一定的可燃燒風險,但相比於含有可燃溶劑的液態電解液電池,安全性也有較大提高。


(2)全固態鋰鋰離子電池能量密度高


目前,市場中應用的鋰離子電池電芯能量密度最高達到260Wh/kg左右,正在開發的鋰離子電池能量密度可達到300-320Wh/kg。對全固態鋰離子電池來說,假如負極采用金屬鋰,電池能量密度有望達到300-400Wh/kg,甚至更高。


要說明的是,由於固體電解質密度高於液態電解質,關於正負極材料相同的體係,液態電解質的鋰離子電池能量密度要顯著高於全固態鋰離子電池。之所以說全固態鋰二次電池能量密度高,是因為負極可能采用金屬鋰材料。


(3)全固態鋰鋰離子電池循環壽命長


固體電解質有望防止液態電解質在充放電過程中持續形成和生長固體電解質界麵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性和使用壽命。已報導的薄膜型全固態金屬鋰離子電池能夠循環45000次以上,但目前大容量金屬鋰離子電池尚未有長循環壽命的報道,重要是目前高麵容量金屬鋰電極(>3mAh/cm2)的循環性能還較差。


(4)全固態鋰鋰離子電池工作溫度範圍寬


全固態鋰離子電池假如全部采用無機固體電解質,最高操作溫度有望提高到300C?甚至更高,目前,大容量全固態鋰離子電池的低溫性能有待提高。具體電池的工作溫度範圍,重要與電解質及界麵電阻的高低溫特性有關。


(5)全固態鋰鋰離子電池電化學窗口寬


全固態鋰離子電池的電化學穩定窗口寬,有可能達到5V,適應於高電壓型電極材料,有利於進一步提高能量密度。目前基於氮化磷酸鋰的薄膜鋰離子電池可以在4.8V工作。


(6)全固態鋰鋰離子電池具備柔性優勢


全固態鋰離子電池可以製備成薄膜電池和柔性電池,未來可應用於智能穿戴和可植入式醫療設備等。相關於柔性液態電解質鋰離子電池,封裝更為容易、安全。


(7)全固態鋰鋰離子電池回收方便


電池回收總的來說是兩種方法,一個是濕法,一個是幹法。濕法是把裏麵有毒有害的液體芯取出來,幹法是比如破碎把有效的成分提取出來。全固態鋰離子電池的優勢就在於,其本身裏麵沒有液體,所以從理論上來說應該沒有廢液,處理起來相對來說是比較簡單。

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