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全固态锂离子电池相比于液态锂离子电池有什么优势

发布日期:2020-11-18 14:27:47来源:锂电池厂家

(1)全固态锂锂离子电池安全性能高


由于液态电解质中含有易燃的有机溶剂,发生内部短路时温度骤升容易引起燃烧,甚至爆炸,要安装抗温升和防短路的安全装置结构,这样会新增成本,但仍无法彻底解决安全问题。号称BMS做到全球最好的特斯拉,在今年仅国内就有两辆ModelS发生严重起火事件。很多无机固体电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也有望克服锂枝晶现象,因而基于无机固体电解质的全固态锂二次电池有望具有很高的安全特性。聚合物固体电解质仍然存在一定的可燃烧风险,但相比于含有可燃溶剂的液态电解液电池,安全性也有较大提高。


(2)全固态锂锂离子电池能量密度高


目前,市场中应用的锂离子电池电芯能量密度最高达到260Wh/kg左右,正在开发的锂离子电池能量密度可达到300-320Wh/kg。对全固态锂离子电池来说,假如负极采用金属锂,电池能量密度有望达到300-400Wh/kg,甚至更高。


要说明的是,由于固体电解质密度高于液态电解质,关于正负极材料相同的体系,液态电解质的锂离子电池能量密度要显著高于全固态锂离子电池。之所以说全固态锂二次电池能量密度高,是因为负极可能采用金属锂材料。


(3)全固态锂锂离子电池循环寿命长


固体电解质有望防止液态电解质在充放电过程中持续形成和生长固体电解质界面膜的问题和锂枝晶刺穿隔膜问题,有可能大大提升金属锂离子电池的循环性和使用寿命。已报导的薄膜型全固态金属锂离子电池能够循环45000次以上,但目前大容量金属锂离子电池尚未有长循环寿命的报道,重要是目前高面容量金属锂电极(>3mAh/cm2)的循环性能还较差。


(4)全固态锂锂离子电池工作温度范围宽


全固态锂离子电池假如全部采用无机固体电解质,最高操作温度有望提高到300C?甚至更高,目前,大容量全固态锂离子电池的低温性能有待提高。具体电池的工作温度范围,重要与电解质及界面电阻的高低温特性有关。


(5)全固态锂锂离子电池电化学窗口宽


全固态锂离子电池的电化学稳定窗口宽,有可能达到5V,适应于高电压型电极材料,有利于进一步提高能量密度。目前基于氮化磷酸锂的薄膜锂离子电池可以在4.8V工作。


(6)全固态锂锂离子电池具备柔性优势


全固态锂离子电池可以制备成薄膜电池和柔性电池,未来可应用于智能穿戴和可植入式医疗设备等。相关于柔性液态电解质锂离子电池,封装更为容易、安全。


(7)全固态锂锂离子电池回收方便


电池回收总的来说是两种方法,一个是湿法,一个是干法。湿法是把里面有毒有害的液体芯取出来,干法是比如破碎把有效的成分提取出来。全固态锂离子电池的优势就在于,其本身里面没有液体,所以从理论上来说应该没有废液,处理起来相对来说是比较简单。

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