鉅大LARGE | 點擊量:420次 | 2024年01月30日
固態電池和三元鋰離子電池比較差別是什么?
目前就總體來看,全固態電池的開發要面對幾個挑戰,首先就是在電極層面的問題,要如何滿足正負極和固體電解質的離子傳輸,特別是解決循環過程中的問題;其次就是循環過程中,正負極材料沒法像液體那樣一直保持很好的接觸;此外,金屬鋰電極的體積變化還有鋰固體的變化,都是研發團隊要克服的問題。
現階段,一些研發團隊開發了一系列的氧化物和硫化物的粉體、陶瓷片和融性膜,也已經開始供應樣品并且供貨,但是假如要把這些固態電池量產化,還要進一步的材料研究設計。作為一個過渡的技術,現在還有一種把固體電解質和液體電解質混合在一起的,含有少量的固體電解質的電池,但是,嚴格點講,是不能算全固體的電解質。
相較于傳統的三元鋰離子電池來說,固態電解質具有不可燃性、無腐蝕性、無揮發、不會漏液等特性,也不會出現車輛發生自燃的情況,關于安全性的提升無疑是巨大的,所以固態電池一定會是日后新能源汽車發展的重要材料。不過現階段的固態電解質電導率總體是低于液態電解液的,所以現在固態電池的性能整體偏低,但是只要攻克技術難關,新能源汽車的發展一定會更上一層樓。
日前,國外媒體報道稱,日本東北大學和高能加速器研究組織的科學家,開發出一種新的復合氫化物鋰超離子導體。研究人員表示,通過設計氫簇(復合陰離子)結構實現的這一新材料,對鋰金屬顯示出了極高的穩定性,使鋰金屬有望成為全固態電池的最終陽極材料,催生出迄今能量密度最高的全固態電池。
陽極為鋰金屬的全固態電池有望解決傳統鋰離子電池的電解質泄漏、易燃和能量密度有限等問題,人們普遍認為,鋰金屬是全固態電池的最佳陽極材料,因為它具有最高的理論容量和已知陽極材料中最低的電位。
充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
鋰離子傳導固體電解質是全固態電池的關鍵組成部分,但問題是,大多數現有的固體電解質具有化學/電化學不穩定性,不可防止地會在界面處引起不必要的副反應,導致界面電阻新增,在重復充放電期間極大地降低電池的性能。
研究人員表示,復合氫化物在解決與鋰金屬陽極相關的問題時廣受關注,因為它們對鋰金屬陽極具有出色的化學和電化學穩定性。他們得到的新型固體電解質不僅擁有高離子導電性,且對鋰金屬也非常穩定,因此,關于使用鋰金屬陽極的全固態電池來說是一個真正的突破。
研究人員表示:這一發展不僅有助于我們未來找到基于復合氫化物的鋰離子導體,還將開辟固體電解質材料領域的新趨勢,得到的新型固體電解質材料有望促進高能量密度電化學裝置的發展。
當前,打造高能量密度且安全的電池,可有利于為新能源車獲取較高的續航里程,已經成為影響新能源車市高速發展的因素之一。此次金屬鋰與氫化物合作成功,更加證明了鋰元素潛力無限