鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:969次 | 2021年06月09日
全固態(tài)鋰離子電池關(guān)鍵材料研究以及特點(diǎn)分析
隨著社會(huì)的快速發(fā)展,我們的全固態(tài)鋰離子電池也在快速發(fā)展,那么你了解全固態(tài)鋰離子電池的詳細(xì)資料解析嗎?接下來讓小編帶領(lǐng)大家來詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。全固態(tài)鋰離子電池作為最具潛力的電化學(xué)儲(chǔ)能裝置,近年來受到廣泛關(guān)注。隨著循環(huán)性、安全性等綜合技術(shù)指標(biāo)的提升,固態(tài)二次鋰離子電池應(yīng)用市場(chǎng)將逐漸擴(kuò)大,全固態(tài)鋰離子電池有望成為下一代動(dòng)力鋰離子電池廠家主導(dǎo)技術(shù)路線。
全固態(tài)二次鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)
近年來,隨著電動(dòng)汽車的興起以及對(duì)可再生能源發(fā)電的大型儲(chǔ)能設(shè)備的迫切需求,鋰離子電池的研究再次升溫,安全,大容量,大功率長(zhǎng)壽命二次鋰離子電池成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。作為鋰離子電池的一種新形式,固態(tài)二次鋰離子電池從根本上具有鋰離子電池能量密度高的優(yōu)點(diǎn)。此外,所有固態(tài)二次鋰離子電池還具有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)高安全性能:由于液體電解質(zhì)中含有易燃的有機(jī)溶劑,當(dāng)發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)溫度突然升高,很容易引起燃燒甚至爆炸。必須安裝能抵抗溫度上升和短路的安全裝置結(jié)構(gòu),這會(huì)新增成本。但仍無法完全解決安全問題。特斯拉(Tesla)自稱是世界上最好的BMS,僅今年在我國(guó)就造成了兩起ModelS的嚴(yán)重火災(zāi)事故。因此,期望所有基于無機(jī)固體電解質(zhì)的固態(tài)鋰二次電池都具有高安全性。
(2)高能量密度:目前市場(chǎng)上使用的鋰離子電池的能量密度高達(dá)260Wh/kg,正在開發(fā)的鋰離子電池的能量密度可以達(dá)到300-320Wh/kg。關(guān)于所有固態(tài)鋰離子電池,假如將金屬鋰用作負(fù)極,則電池能量密度有望達(dá)到300-400Wh/kg,甚至更高。預(yù)計(jì)所有固態(tài)二次電池都將實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。固體電解質(zhì)使用鋰離子作為單一載體,并且沒有濃差極化,因此它可以在高電流條件下工作以提高電池的功率密度。
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%
(3)循環(huán)壽命長(zhǎng):固體電解質(zhì)有望在液體電解質(zhì)的充放電過程中防止固體電解質(zhì)界面膜的持續(xù)形成和生長(zhǎng)以及鋰枝晶刺穿隔膜的問題,這可能會(huì)大大改善循環(huán)性能和使用金屬鋰離子電池的使用壽命。
(4)工作溫度范圍寬:假如所有固態(tài)鋰離子電池都使用無機(jī)固體電解質(zhì),則最高工作溫度有望提高到300°C甚至更高。目前,要提高大容量全固態(tài)鋰離子電池的低溫性能。電池的特定工作溫度范圍重要與電解質(zhì)的高溫和低溫特性以及界面電阻有關(guān)。
(5)寬的電化學(xué)窗口:所有固態(tài)二次鋰離子電池的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口都很寬,可以達(dá)到5V,適用于高壓電極材料,有利于進(jìn)一步提高能量密度。目前,基于氮化鋰磷酸鋰的薄膜鋰離子電池可以在4.8V的電壓下工作。
(6)具有柔性的優(yōu)點(diǎn):固體二次鋰離子電池還具有結(jié)構(gòu)緊湊,規(guī)??烧{(diào),設(shè)計(jì)靈活性大的特點(diǎn)。固態(tài)電池可以設(shè)計(jì)成厚度僅為幾微米的薄膜電池來驅(qū)動(dòng)微電子設(shè)備,也可以制成用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)汽車,電網(wǎng)儲(chǔ)能和其他領(lǐng)域的大尺寸電池。在這些應(yīng)用中,電池的形狀也可以根據(jù)特定要進(jìn)行設(shè)計(jì)。
全固態(tài)鋰離子電池關(guān)鍵材料研究
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
●聚合物固態(tài)電解質(zhì):高分子聚合物固體電解質(zhì)(SpE),由于其相對(duì),由聚合物基體(如聚酯,聚合酶和多胺等)和鋰鹽(如LiClO4,LiAsF4,LipF6,LiBF4等)組成。高質(zhì)量,輕便,良好的粘彈性和出色的加工性能引起了廣泛的關(guān)注。
●氧化物固體電解質(zhì):根據(jù)材料結(jié)構(gòu),氧化物固體電解質(zhì)可分為晶體和玻璃(無定形)兩種。結(jié)晶電解質(zhì)包括鈣鈦礦型,NASICON型,LISICON型和石榴石型等。玻璃氧化物電解質(zhì)的研究熱點(diǎn)是薄膜電池中使用的LipON型電解質(zhì)。
●氧化物晶態(tài)固體電解質(zhì):氧化物晶體固體電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性高,可以在大氣中穩(wěn)定存在,有利于所有固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)。目前的研究重點(diǎn)是提高室溫離子電導(dǎo)率及其與電極的關(guān)系。電極的相容性有兩個(gè)方面。提高電導(dǎo)率最重要的方法是元素置換和異質(zhì)元素?fù)诫s。另外,與電極的相容性也是限制其應(yīng)用的重要問題。