固态电池
固态电池原理
传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为电解质(液态)。而锂离子就像*的运动员,在摇椅的两端来回奔跑,在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中,电池的充放电过程便完成了。
固态电池的原理与之相同,只不过其电解质为固态,具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池容量。因此,同样的电量,固态电池体积将变得更小。不仅如此,固态电池中由于没有电解液,封存将会变得更加容易,在汽车等大型设备上使用时,也不需要再额外增加冷却管、电子控件等,不仅节约了成本,还能有效减轻重量。
固态电池分类
液态锂电池
凝胶电解质锂电池
半固态锂电池
准固态锂电池
固态锂电池
混合固液锂电池
全固态锂电池
1、能量密度不同:锂离子的电解质是液态的,以凝胶体、聚合物的形式存在,让电池的重量难以下降。
固态电池的整体结构与传统锂离子电池相似,充放电方式也大同小异,但因为没有液体,所以电池内部更紧密,体积更小,能量密度增加。
2、充电速度不同:固态电池的充电速度比锂离子电池快。
3、寿命不同:锂离子电解质会腐蚀电池的内部组件,充放电的过程也会产生晶枝(dendrites),降低电池的容量、性能与寿命。固态电池没有腐蚀性的问题,寿命更长。
4、热稳定性不同:锂离子电解质也具有可燃性,在高温下不稳定,有热失控的问题,若发生车祸,可能会导致严重火灾。电解质在低温也容易冻结,降低电池的续航力。
固态电池具有热稳定性,也不会在低温冻结,对生活在中高纬度的使用者,这能确保电动车的续航力。
5、成本不同:固态电池成本高昂且不易量产。
固态电池的优点:安全性好,能量密度高,循环性能强,适用范围扩大。
固态电池的缺点:界面阻抗过大,成本相对较高。
固态电解质赋予固态锂电池结构紧凑、规模可调、设计弹性大等特点,即可应用于驱动微型电子器件,也可用于动力和储能领域。此外,固态电池也拥有更宽的温度工作范围,目前基本保证-25℃—60℃的温度范围。
固态电解质电导率总体
偏低导致了其倍率性能整体偏低,内阻较大,充电速度慢,且成本总体偏高,现在的固态电池如果要和普通锂离子电池在传统市场上竞争,并没有太大的优势。
因此,发挥固态电池本身高安全性、高温稳定性、可能达到的柔性等其它多功能特性,与传统锂离子电池在差异化的市场中进行竞争,可能是固态电池近期内比较有希望的市场突破方向。