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固态锂电池可继承液态锂电池“市场地位”吗?
固态锂电池可继承液态锂电池“市场地位”吗?
  • 发布时间:2020-06-18 16:57

固态锂电池可继承液态锂电池“市场地位”吗?

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不久前在北京召开的第二届储能电池技术发展方向研讨会上,与会专家就目前电池存在的问题进行了深入讨论,认为固态锂电池相对更加理想的选择。锂电池厂家认为,固态锂电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液,有望从根本上解决电池安全性问题,是电动汽车和规模化储能的理想化学电源。
 
固态锂电池可继承液态锂电池“市场地位”吗?
 
 

 
 
通过设计生产的锂电池为半固态锂电池,日前意大利研究人员经过8年努力研发出了一种新型半固态氧流量锂电池,具有高达1兆瓦时/吨的能量密度,同时还可以像汽车“加油”一样,在几分钟内通过更换电池内部液体电解质完成充电。该电池采用一种新型液体电解质,能够有效导致电池失效的物质生成,并保持电池性能,这种新型高能量密度半固态锂氧电池出了优异特性。
 
可继承液态锂电池“市场地位”液态锂电池为何会频发,有专家分析,原因在于锂电池在大电流下工作有可能出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致短路破坏;电解液为有机液体,在高温下会加剧发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向。
 
储能的春天已经到来,储能行业开始萌芽开花,在各类储能中,电池储能也是发展快的储能方向。固态锂电池是规模化储能理想的化学电源。近年来,学术界、产业界认为采用固态电池在安全性上相对有所保障,视其可以继承液态锂电池的“市场地位”。
 
固态锂电池的优势特点
 
(1)固态锂电池采用锂、钠制成的玻璃化合物为传导物质,取代以往锂电池的电解液,大大提升了锂电池的能量密度。采用固态电解质,可以阻止电池中的一些成分燃烧。
 
(2)固态锂电池的密度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。因此在同样的电量下,固态锂电池体积将变得更小。而且由于固态锂电池中没有电解液,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。
 
(3)目前研发的叠片式大容量固态聚合物锂离子电池,结构相对简单、节点少,不需要管理系统,在组装电池组时只需串联而非并联。采用一些固态的电解液替代传统的液态电解液,可以解决电池的漏液和碰撞后燃烧问题,提高了电池的安全性。
 
(4)薄、体积小:传统锂电池中需要使用隔膜和电解液,它们加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量。而如果把它们用固态电解质取代,正负极之间的距离可以缩短到甚至只有几到十几个微米,这样电池的厚度就能大大地降低,因此全固态电池技术是电池小型化,薄膜化的必经之路。
 
固态锂电池开发还在路上,仍存在一些关键问题有待突破。专家表示,固体锂电池应用于储能领域需考虑到长寿命、安全性等因素;另外还需解决长期循环过程中的体积效应、稳定性和界面相容性等问题。目前正针对关键核心问题展开更详细的研究。
 
目前最有可能被应用到固态锂电池中的固态电解质材料包括PEO基聚合物电解质、NASICON型和石榴石氧化物电解质、硫化物电解质。虽然存在诸多问题,但固态锂电池的发展前景是非常光明的,在未来替代现有液态锂电池成为主流储能电源也是大势所趋。
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