电池知识
锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
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锂离子、磷酸铁锂、锰酸锂、新能源
固态电池有哪些优势目前,动力锂离子电池全球化竞争日益猛烈,虽然我国公司在本轮竞争中占据了市场规模优点,但欧美、日韩等公司已经在为下一阶段做布局,是潜在的强大竞争者。有不少专家呼吁提议,应当关注固体电池发展的问题。尽管目前固态电池还多处于实验阶段,离走向产业化还有一按时间。但为了抢占将来发展的制高点,各公司对固态电池的研发已快马加鞭,市场需求或推动固态电池量产提前。按照《我国制造2025》确定的技术目标,2020年锂电池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度达到400Wh/kg,2030年能量密度达到500Wh/kg。但是基于高镍三元+硅碳负极材料,现有体系的锂电池的能量密度很难冲破300Wh/kg。而固态锂电池的能量密度约莫为传统锂电池的2.53倍,且杜绝了电池破碎或高温等意外带来的燃烧隐患。
全固态锂电池具有极高的安全性,其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,同时也克服了锂枝晶现象,搭载全固态锂电池的汽车的自燃概率会大大降低。
电解质材料是全固态锂电池技术的核心,目前固态电解质的研究紧要聚集在三大类材料:聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好,已经有商业化的使用案例;氧化物循环性能良好,适用于薄膜柔性结构;硫化物电导率最高,是将来紧要方向。既然固态电池有这么多优势,为甚么没有大力推广呢?这是因为固态电解质具有高的电阻,在功率密度方面还存在一些待处理的问题,要从固态电解质、正负极材料上着手。电导率、电池倍率、电池制备效率、成本控制方面都存在不小的挑战,一旦这些问题能够有效处理,必将在将来掀起一场新的电池革命。总体来看固态电池的发展,电解质可能遵循从液态、半固态、固液混合到固态的路径发展,最后到全固态。笔者认为,2020年前采用高镍正极+准固态电解质+硅碳负极实现300Wh/Kg,2025年前采用富锂正极+全固态电解质+硅碳/锂金属负极电池实现400Wh/Kg,2030年前燃料/锂硫/空气电池实现500Wh/Kg。
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