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全固态锂电池的优缺点是什么?

2021-07-30 09:00:00

固态锂电池相对于传统锂电池的液态电解液而言的,电解质为导电率很高的纯固态物质,这是一种针对电解液形态的命名方式。与固态电池平行的另外两种技术路线应该可以叫做液态电解液锂电池和半固态电解液半固态锂电池。液态电解液锂电池,传统称呼中三元、磷酸铁锂、锰酸锂都属于液态电解液锂电池范围。半固态电解液,电解质是介于固态和液态之间的状态,现在常见的材料是聚合物电解质,在常温下为凝胶态。

半固态锂电池

1、全固态锂电池的优点

1)安全性好,电解质无腐蚀,不可燃,也不存在漏液问题;

2)高温稳定性好,可以在60℃-120℃之间工作;

3)有望获得更高的能量密度。固态电解液,力学性能好,有效抑制锂单质直径生长造成的短路问题,使得可以选用理论容量更高的电极材料,比如锂单质做负极;固态电解质的电压窗口更宽,可以使用电位更高的材料做正极而不惜担心电解质分解问题;

4)固态电解质支持电芯薄膜化设计,最小可以达到几个纳米,拓竞了锂电池的应用范围,并且使得电池自带柔性成为可能。

5)可以选用电阻较大、充放电过程体积变化比较大的材料做正负极,薄膜化的正负极材料,只要成膜性能好,即使材料电阻偏大,只要足够薄以后,依然不会给电池特性带来明显影响。

2、全固态锂电池的缺点

1)温度较低的时候,内阻比较大;

2)材料导电率不高,功率密度提升困难;

3)制造大容量单体困难;

4)大规模制造中的正负极成膜技术还在集中火力研究中。

5)全固态电池的界面问题,全固态锂电池,一个重要的技术难点是电解质与电极之间形成高电阻界面问题。整个技术都还在发展过程中,对此问题暂时没有统一的观点,一般推测的全国态电池正负极与电解质之间的界面形成原因:

1)由于外加电压高于电解质能够承受的电压范围,使得电解质发生氧化或者还原,进而在正极或者负极表面上形成界面;

2)固体电解质的性质本身就与电极材料不相容,因而发生反应,生成物结成界面;3)充放电过程中,离子的嵌入脱出过程的副产物,形成电极与固态电解质的界面。

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