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什么是固态电池?固态电池有哪些优势?

来源:宝鄂实业    2019-04-15 11:30    点击量:
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)。
 
本文也会着重介绍全固态锂离子电池(以下将全部简称为“全固态电池”)的各方面,以飨读者。
 
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。
安全性,其实是全固态电池领域发展的最根本驱动力之一。下面说一下固态电池的优势
 
优势之一:薄--体积小
 
实际上,体积能量密度对于电池来说是一个很重要的参数,如果就应用领域来说,要求从高到低是消费电子产品》家用电动汽车》电动公交车。
 
如果通俗地讲,就是体积能量密度高了,因此相同质量的电池才能做的体积更小。
 
电子产品中的可用空间往往很有限,很多产品(例手机、平板电脑)有近1/3左右的体积和质量已经被电池占据,而且在广大生产厂商和消费者希望对电池进一步提高容量(增加续航)和压缩体积(便携美观和便于设计)的要求下,高压实、体积能量密度最高的钴酸锂(LCO)电池依然是当仁不让的主流产品。
 
传统锂离子电池中,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(主要有有机和无机陶瓷材料两个体系),正负极之间的距离(传统上由隔膜电解液填充,现在由固态电解质填充)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。
 
不仅如此,很多经过物理/化学气相沉积(PVD/CVD)制备的全固态电池,其整体厚度可能只有几十个微米,因此就可以制成非常小的电源器件,整合到MEMS(微机电系统)领域中。
 
能够制成体积非常小的电池也是全固态电池技术的一大特色,这可以方便电池适应各种新型小尺寸智能电子设备的应用,而在这一点上传统的锂离子电池的技术是很难达到的。
能量密度是动力电池性能的第一指标,随着中国电动车市场由“政策驱动”向“政策助跑”转换,政策对于锂电池能量密度提升的导向已经明确。
同时,随着电动车销量的增长,自燃爆炸等安全事故频次也明显增加,这背后传统锂电采用的可燃性液态电解质难辞其咎。在能量与安全性能上,当前锂电池技术还有巨大的提升空间,传统的液态电池绝不会是技术的终点。

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