固態(tài)電解質(zhì)：鋰電池的下一個(gè)風(fēng)口

時(shí)間：2020-07-19作者：江西聚鑫源廢舊物資回收有限公司瀏覽：332

固態(tài)電解質(zhì)：鋰電池的下一個(gè)風(fēng)口

 


 
鋰電安全一直都是行業(yè)關(guān)心的問(wèn)題。由于應(yīng)用端及政策層面對(duì)能量密度的要求不斷提升，三元電池成為主流技術(shù)路線的趨勢(shì)已不可逆轉(zhuǎn)。但時(shí)至今日，困擾三元電池的安全性仍然沒(méi)有得到很好的解決，就連號(hào)稱bms做到**較好的特斯拉，也是安全事故不斷，2017年僅國(guó)內(nèi)就有兩輛models發(fā)生嚴(yán)重起火事件，三元電池的安全性仍然受到大家的質(zhì)疑。
面對(duì)行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)，行業(yè)*、企業(yè)都在不斷尋找新的發(fā)展思路，電解液就是其中一個(gè)思路。眾所周知，電解液是鋰離子電池不可或缺的重要組成部分，是鋰離子電池獲得高電壓、高循環(huán)性能等優(yōu)點(diǎn)的*條件。鋰離子電池通常采用**溶劑作為電解液，而這類**溶劑較易燃燒，電池一旦由于內(nèi)短路產(chǎn)生高溫或者火花，電解液將在瞬間被點(diǎn)燃并導(dǎo)致整個(gè)電池發(fā)生爆炸。新的思路是，將易燃的液態(tài)電解液，變成固態(tài)電解質(zhì)，降低因?yàn)橐兹级鴮?dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也能獲得較好的性能。隨著新能源汽車的發(fā)展，高能量密度、高安全性電池成為市場(chǎng)的必爭(zhēng)目標(biāo)。有*認(rèn)為，利用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)電解質(zhì)是從本質(zhì)上提升鋰電池正極片回收安全性的必由之路。
美國(guó)麻省理工學(xué)院博士后王燕（音譯）和材料與工程學(xué)教授格布蘭德塞達(dá)爾表示，固態(tài)電解質(zhì)將是一個(gè)真正的游戲規(guī)則*，它將打造出一款**的電池--固態(tài)電解質(zhì)電池，解決目前鋰離子電池所面臨的絕大多數(shù)問(wèn)題，讓電池的壽命、安全性以及成本之間實(shí)現(xiàn)較佳平衡。
那么固態(tài)電解質(zhì)電池具有怎樣的魅力呢？
北京理工大學(xué)電動(dòng)車輛國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室、中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)電動(dòng)車輛專業(yè)**委員孫立清曾表示，固態(tài)電解質(zhì)電池將是下一個(gè)風(fēng)口，是新能源電池未來(lái)主要發(fā)展趨勢(shì)。相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)鋰電池的差異在于電解質(zhì)固態(tài)化，理論上存在一定的優(yōu)勢(shì)。
安全性能高。由于液態(tài)電解質(zhì)中含有易燃的**溶液，發(fā)生短路溫度驟升時(shí)容易發(fā)生燃燒和爆炸，需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結(jié)構(gòu)。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液?jiǎn)栴}，也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，因而全固態(tài)電池具有較高安全性。
能量密度高。目前，市場(chǎng)中應(yīng)用的鋰電池能量密度為200wh/kg，如果采用固態(tài)電解質(zhì)，鋰電池能量密度基本可達(dá)300-400wh/kg，幾乎翻了一番。
相對(duì)較輕。相比液態(tài)電池，相同容量的電池組，固態(tài)電解質(zhì)電池相對(duì)較輕。比如特斯拉-松下生產(chǎn)的三元鋰電池組質(zhì)量達(dá)到900kg，而固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司seeoinc生產(chǎn)的相同容量電池組的質(zhì)量卻只有323kg，接近前者的三分之一。
循環(huán)性能強(qiáng)。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問(wèn)題和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命，理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠達(dá)到45000次左右。
固態(tài)電解質(zhì)擁有較優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，也存在一定的缺點(diǎn)，這也是將固態(tài)電解質(zhì)電池止步于商業(yè)化的主要原因。
界面阻抗過(guò)大。與傳統(tǒng)鋰電池相比，固態(tài)電解質(zhì)電池的固-固界面存在電極與電解質(zhì)之間有效接觸較弱，離子在固體物質(zhì)中傳輸動(dòng)力學(xué)低等問(wèn)題，為了避免因空間電荷層導(dǎo)致的高界面阻抗，*不斷進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，期望早日突破。

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