固态电池和三元锂电池对比主要区别是什么?
来源:宝鄂实业
2019-09-10 11:03
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如今新能源车型将迎来重大变革。在以往的电池材质上,多数新能源车型都是采用三元锂电池,而这一类电池的短板在于电池能量密度无法达到理想值,即使能够达到也存在很大的不稳定性。作为新能源车型来说,电池的好坏就是决定一切的基础,如果电池无法取得突破,对于新能源的发展无疑是一个瓶颈。
也就是在这样的背景下,固态电池顺应行业发展适时的出现了,固态电池不仅具有充电时间短、续航里程长的优点,同时由于他电解质的不可燃、不挥发、不漏液等特征,让固态电池的安全性比锂电池要强大很多。在制造结构上,固态电池更紧密、规模灵活性、设计弹性大等特点又可以让电动汽车将更多的电子元件用于驱动。可以说固态电池的出现很大程度的解决了三元锂电池的短板,也为电动汽车未来的发展带来了更多的可能性。
因此无论从哪个方面来看,固态电池取代三元锂电池成为必然的发展趋势,现在看来只是一个时间问题。对于这个取代,就好比电脑上的机械硬盘和固态硬盘共存问题,目前电脑领域纯机械硬盘、机械硬盘和固态硬盘共存以及纯固态硬盘共同存在,这样的取代发展趋势也将是新能源车型的发展趋势,这一点是毋庸置疑的。
目前已经有不少该领域的专家表示,三元锂电池是新能源车型发展的弊端,其作用已经达到了行业的天花板,对于国家在该行业制定的电池发展计划,截止2020年,锂电池密度达到350Wh/kg,这一个目标是不可能在实现了,因此将目光转向固态电池自然是最佳选择。
因此总体来说,固态电池的研发与发展,给新能源车型领域带来新的发展方向和高度,再一次提供了这一个行业的高度,也为接下来的行业进程更进一步。如果通俗地讲,全固态电池就是里面没有气体、没有液体,所有材料都以固态形式存在的电池。
而考虑到现在人们日常生活中最为常见的电池为锂离子电池,我们在这里将默认把“全固态锂离子电池”当做全固态电池的代表(暂时忽略全固态锂硫等新型电池)。
一般来说,锂离子电池主要由正极、负极、隔膜、电解液、结构壳体等部分组成,其中电解液使得电流可以在电池内部以离子形式传导。
电解液技术是锂电池的核心技术之一,也是现在电池工业中利润很高的一个组成部分。
其中Li+(锂离子)在内电路中,通过电解质(electrolyte)传导
但是锂电池用久后有的会鼓胀,而在更极端的小概率事件下,有的甚至会发生危险(比如近来的扭扭车的电池爆炸事件,导致了相关的生产企业和电池企业遇到了全面的困难)。
另外一般来说,现在的锂离子电池的工作温度范围有限,在40 度以上的高温下寿命会急剧缩短,安全性能会也出现很大的问题(所以特斯拉MODEL S会有一套严格的电池温控系统,就是为此)。
实际上,以上所说的几个安全方面的问题都是与我们现在电池用的有机体系的电解液直接相关的。
而为了解决电池安全问题,提高能量密度,目前科研界和工业界都在研发以及生产全固态电池,也就是把传统的锂离子电池的隔膜和电解液,换成固态的电解质材料。