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固态电池和锂电池有什么区别?

2021-11-23 08:07:46

目前电动车、储能系统使用的大多是锂离子电池,虽然它们能量密度高、充电速度快,却有安全性等问题。因此,产业界正积极开发固态电池,期待它能取代传统的锂离子电池,那固态电池和锂电池有什么区别呢?


一、什么是固态电池


固态电池是一种电池技术。与当今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同,固态电池是使用固体电极和固体电解质的电池。


二、什么是锂电池


锂电池是一种以锂金属或锂合金为正负极材料,使用非水电解质溶液的电池。 1912年,Gilbert N. Lewis首先提出并研究了锂金属电池。 1970年代,MS Whittingham提出并开始研究锂离子电池。由于锂金属非常活泼的化学性质,锂金属的加工、储存和使用对环境的要求非常高。随着科学技术的发展,锂电池已经成为主流。


锂电池


三、固态电池与锂电池的区别


锂离子电池采用液态电解质,有重量、安全性与寿命的问题固态电池与锂离子电池的主要差异在电解质。锂离子的电解质是液态的,以凝胶体、聚合物的形式存在,让电池的重量难以下降。此外,单一锂电池组的能量不高,因此必须将多个电池组串联,让重量进一步增加。工程、制造与安装电池组的成本占电动车整体成本很大的比例。


除了重量问题,电解质也具有可燃性,在高温下不稳定,有热失控的问题,若发生车祸,可能会导致严重火灾。电解质在低温也容易冻结,降低电池的续航力。另外,电解质会腐蚀电池的内部组件,充放电的过程也会产生晶枝(dendrites),降低电池的容量、性能与寿命。


固态电池的电解质为固态,能量密度高


固态电池内部没有沉重的液态电解质,而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固态电解质。固态电池的整体结构与传统锂离子电池相似,充放电方式也大同小异,但因为没有液体,所以电池内部更紧密,体积更小,能量密度增加。若将电动车内的锂离子电池改用同样体积的固态电池取代,电容量理论上可以提升2 倍以上。


而且固态锂电池的重量较轻,也不需要锂离子电池的监测、冷却和保温系统,底盘能空出更多空间放置电池,让电动车续航力大增。


另外:固态电池的充电速度比锂离子电池快,也没有腐蚀性的问题,寿命更长。关于工作温度,固态电池具有热稳定性,也不会在低温冻结,对生活在中高纬度的使用者,这能确保电动车的续航力。


最后:固态电池集成到电动汽车中还具有结构紧凑、规模可调、设计灵活性大等特点,有利于整车集成。


以上固态电池和锂电池有什么区别就介绍到这里,通过以上介绍相信大家已经对固态电池和锂电池的区别已经了解了!

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