固态锂电池安全性及高能量密度的性能优势有哪些?
来源:宝鄂实业
2019-09-08 08:23
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1)安全性极高:与传统锂电池相比,全固态电池最突出的优点是安全性。液态电解质易燃易爆,以及在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题,也克服了锂枝晶现象,因而全固态电池具有极高安全性。
2)能量密度提升:一是电压平台的提升,电池能量密度将增大。有机电解质电化学窗口有限,难以兼容金属锂负极和新研发的高电势正极材料,但是固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口,有利于进一步提升电池的能量密度。二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长,材料应用体系范围大幅提升,为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定基础。目前全固态锂电池研发可提供的能量密度基本可达300-400Wh/kg。
3)循环性能增强:液态电解质在充放电过程中可与锂离子发生不可逆反应,形成固体电解质界面膜(SEI),会导致活性物质和电解质的损失,降低了库伦效率。而固态电解液解决了固体电解质界面膜(SEI)的问题和锂枝晶现象,大大提升了锂电池的循环性和使用寿命(例如LIPON做电解质材料,理想情况下循环性能表现优异,循环45000次左右)。
4)适用范围扩大: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,固态电池既可以设计成厚度仅几微米的薄膜电池,用于驱动微型电子器件,也可制成大容量电池,用于动力和储能领域。此外,固态材料内在的高低温稳定性,为全固态电池在更宽的温度范围(工作温度范围约为-25C到60C)内工作提供了基本保证。