什么是固態(tài)鋰電池?人類社會的進步離不開社會上各行各業(yè)的努力,各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設計者的努力,其實很多人并不會去了解電子產(chǎn)品的組成,比如固態(tài)鋰電池。
全固態(tài)鋰電池是一種使用固態(tài)電極材料和固態(tài)電解質(zhì)材料且不含任何液體的鋰電池。它主要包括全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰電池。不同之處在于前者的負極不包含金屬鋰,而后者的負極為鋰金屬。
固態(tài)鋰離子電池是使用固態(tài)電極材料和固態(tài)電解質(zhì)材料的一種鋰離子電池。與液體鋰離子電池不同,固態(tài)鋰離子混合電池固態(tài)鋰離子電池在電池單元中不包含任何液體電解質(zhì),液體溶劑和液體添加劑。固態(tài)鋰離子電池在安全性,可循環(huán)性,耐高溫性,能量密度等方面顯示出巨大的優(yōu)勢,并且需要不同的材料性能指標。
安全性是全固態(tài)鋰電池發(fā)展的最重要驅(qū)動力之一。電池安全性在所有應用中的重要性均位居第一。經(jīng)過27年的發(fā)展,液體電解質(zhì)鋰離子電池的安全性得到了顯著提高,并且提出了各種策略。
國內(nèi)機構自主選擇研發(fā)路線,由于商業(yè)秘密,溝通不暢通。許多常見技術被反復投資于研發(fā)和浪費資源。其次,由于缺乏一些主要技術問題的整體設計,很難集中精力取得突破。日本,美國,韓國和其他國家正在加快布局,以抓住固態(tài)鋰離子電池發(fā)展的制高點。我國迫切需要加強全面協(xié)調(diào),增強產(chǎn)業(yè)競爭力。
傳統(tǒng)的鋰離子電池使用有機液體電解質(zhì)。在異常情況下,例如過度充電和內(nèi)部短路,電池將容易產(chǎn)生熱量,導致電解液膨脹,著火甚至爆炸,從而構成嚴重的安全隱患。許多無機固體電解質(zhì)材料是不易燃,不腐蝕,不揮發(fā)的,并且沒有泄漏問題。與包含易燃溶劑的液體電解質(zhì)相比,聚合物固體電解質(zhì)極大地提高了電池安全性。
目前,所有固態(tài)鋰電池的每個部分的室溫表面電阻都不能降低到10mΩ/ cm2的水平。內(nèi)部電阻太高,導致電池單元在快速充電期間發(fā)熱。對于沒有冷卻系統(tǒng)但工作溫度不能過高的應用(例如移動電話和平板電腦之類的消費電子產(chǎn)品),這是不可接受的。
固體鋰電池的負極可以是金屬鋰,電池能量密度有望達到300?400Wh / kg甚至更高。其電化學穩(wěn)定性窗口可以達到5V以上,可以匹配高壓電極材料,進一步提高質(zhì)量能密度。沒有液體電解質(zhì),隔膜減少了電池的重量,壓縮了電池的內(nèi)部空間,并提高了體積能量密度。提高了安全性,簡化了電池殼和冷卻系統(tǒng)模塊,提高了系統(tǒng)能量密度。
本文只能帶領大家對固態(tài)鋰電池有了初步的了解,對大家入門會有一定的幫助,同時需要不斷總結,這樣才能提高專業(yè)技能,也歡迎大家來討論文章的一些知識點。