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固態(tài)鋰電池的優(yōu)勢有什么?

鉅大LARGE  |  點擊量:1026次  |  2022年05月21日  

固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)勢


①固態(tài)鋰離子電池的確具備非常多的優(yōu)點,因固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液的性質(zhì),不會使車輛發(fā)生自燃事件,大大加強了安全性,的確是一種理想的電動汽車電池材料。


②由于采用了有機電解液的傳統(tǒng)鋰離子電池,在過度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導致電解液發(fā)熱,從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件,安全系數(shù)較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢。


③目前體系下的鋰離子電池已經(jīng)接近極限性能,即便是特斯拉NCA18650電芯下的電池組,能量密度可以達到250瓦時/千克,應用于Model3的21700電芯能量密度達到300瓦時/千克,支持續(xù)航里程400到500公里,也仍然無法解決續(xù)航里程焦慮。


固態(tài)電池的電解質(zhì)無需隔膜和電解液,并不存在漏液、腐蝕等問題,可以簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊,進一步減輕電池模組的重量,達到節(jié)能的效果。此外,全新的正負極材料配套可以使得電化學窗口達到5V以上,從根本上提高能量密度,有望達到500瓦時/千克。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

目前主流電動汽車普遍使用的三元鋰離子電池組,其實存在一定的缺陷,因為無論從化學結構是電池結構來說,三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。假如不能把壓力及時傳導出去,電池就有爆炸的風險,今年發(fā)生的數(shù)起電動汽車自燃事件,也大半有此緣故。


且就續(xù)航角度而言,三元鋰離子電池組的單體能量密度目前也面對瓶頸,很難有所突破。假如要提高能量密度,只能新增鎳的含量或者添加CA,但高鎳的熱穩(wěn)定性很差,容易出現(xiàn)劇烈反應。因此,目前只能在電池容量與安全性之間做出取舍。


即使是非常擅長科技與技術研發(fā)的豐田也表示,固態(tài)電池在2030年才能實現(xiàn)量產(chǎn),可見固態(tài)電池的研發(fā)還是存在部分難題。事實上,固態(tài)電池由于不要液體的浸潤,僅要固態(tài)電解質(zhì)將正負極片隔開,那么金屬物質(zhì)材料的選擇就變得非常關鍵。


而目前這項技術最大的挑戰(zhàn)也就在于,由于固態(tài)電解質(zhì)電導率總體低于液態(tài)電解液,這導致了目前固態(tài)電池的倍率性能整體偏低,內(nèi)阻較大,所以固態(tài)電池暫時無法滿足快充要求。如今,以松下、寧德時代為首的公司的三元鋰離子電池組研發(fā)技術已經(jīng)是"爐火純青",即使是在短時間內(nèi)將固態(tài)鋰離子電池研發(fā)出來,也難以實現(xiàn)量產(chǎn)。


畢竟,一項新的技術走向世界時,總是要公司擁有相應的產(chǎn)品量產(chǎn)量力,才能實現(xiàn)大面積的推廣與應用。

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