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全固態(tài)鋰電池的優(yōu)缺點是什么?

全固態(tài)鋰電池的優(yōu)缺點是什么?

發(fā)布人:Jay 發(fā)布時間:2021-07-28 瀏覽次數(shù):4154

固態(tài)鋰電池相對于傳統(tǒng)鋰電池的液態(tài)電解液而言的,電解質為導電率很高的純固態(tài)物質,這是一種針對電解液形態(tài)的命名方式。與固態(tài)電池平行的另外兩種技術路線應該可以叫做液態(tài)電解液鋰電池和半固態(tài)電解液固態(tài)鋰電池。液態(tài)電解液鋰電池,傳統(tǒng)稱呼中三元、磷酸鐵鋰、錳酸鋰都屬于液態(tài)電解液鋰電池范圍。半固態(tài)電解液,電解質是介于固態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài),現(xiàn)在常見的材料是聚合物電解質,在常溫下為凝膠態(tài)。

半固態(tài)鋰電池

1、全固態(tài)鋰電池的優(yōu)點

1)安全性好,電解質無腐蝕,不可燃,也不存在漏液問題;

2)高溫穩(wěn)定性好,可以在60℃-120℃之間工作;

3)有望獲得更高的能量密度。固態(tài)電解液,力學性能好,有效抑制鋰單質直徑生長造成的短路問題,使得可以選用理論容量更高的電極材料,比如鋰單質做負極;固態(tài)電解質的電壓窗口更寬,可以使用電位更高的材料做正極而不惜擔心電解質分解問題;

4)固態(tài)電解質支持電芯薄膜化設計,最小可以達到幾個納米,拓競了鋰電池的應用范圍,并且使得電池自帶柔性成為可能。

5)可以選用電阻較大、充放電過程體積變化比較大的材料做正負極,薄膜化的正負極材料,只要成膜性能好,即使材料電阻偏大,只要足夠薄以后,依然不會給電池特性帶來明顯影響。

2、全固態(tài)鋰電池的缺點

1)溫度較低的時候,內阻比較大;

2)材料導電率不高,功率密度提升困難;

3)制造大容量單體困難;

4)大規(guī)模制造中的正負極成膜技術還在集中火力研究中。

5)全固態(tài)電池的界面問題,全固態(tài)鋰電池,一個重要的技術難點是電解質與電極之間形成高電阻界面問題。整個技術都還在發(fā)展過程中,對此問題暫時沒有統(tǒng)一的觀點,一般推測的全國態(tài)電池正負極與電解質之間的界面形成原因:

1)由于外加電壓高于電解質能夠承受的電壓范圍,使得電解質發(fā)生氧化或者還原,進而在正極或者負極表面上形成界面;

2)固體電解質的性質本身就與電極材料不相容,因而發(fā)生反應,生成物結成界面;3)充放電過程中,離子的嵌入脫出過程的副產物,形成電極與固態(tài)電解質的界面。

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