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固态电池哪家强?

钜大LARGE  |  点击量:3119次  |  2020年08月07日  

固态锂电池与传统锂电池最大的不同在于电解质。传统锂电池采用隔膜+电解液中间含有液态物质,而固态电池则使用固体电解质。相比传统锂电池,固态锂电池的安全性更好,能量密度更高。


目前已经在使用或接近商用的固态电池的电解质有:聚合物、硫化物和氧化物三种


氧化物电解质优势明显。氧化物电解质的稳定性好,循环寿命长(可达1000次以上),能量密度较高,倍率性能较好,同时成本较低。主要缺陷是界面接触问题尚未完美解决。氧化物电解质比较适合动力电池,如今国内企业大部分选择了金属氧化物动力电池,其制造工艺和改性水平也在稳步提升。


硫化物电解质工业化较为艰难。氧化物固态电解质中O被S取代后即硫化物固态电解质。S与Li+间结合力较弱,体系内可移动载流子数量大,因而硫化物固态电解质表现出较好的离子电导性。由于桥连硫的存在,具有高离子电导率的硫化物种类普遍易吸潮且空气稳定性差,空气稳定性相对较好的则普遍具有较低的离子电导率。此外硫化物体系作为电解质与电极接触时的界面阻抗普遍较高。该体系在电池中的实际应用还有不少问题需解决。


聚合物已实现量产,但难当动力大任。聚合物电解质具有更好的柔韧性和可加工性,与电极之间具有相对较好的接触面聚合物电芯可加工性较好、安全、无自燃爆炸风险。在移动电源市场上聚合物电池已经做到了量产。聚合物电解质的充电倍率较差,能量密度较低;动力电池在使用时需要电流较大,聚合物锂电池使用铝箔包会有膨胀问题。这些问题都限制了聚合物电解质在动力方面的应用。


赣锋锂业的氧化物固态电池科技逐渐成熟。赣锋锂业第一代2亿瓦时的固态电池中试线已经顺利投产,产品性能全面达到公司固态电池研发团队研制样品的水平。


台湾辉能选择了氧化物电池技术路线。当前,辉能在台湾设有40MWh的中试线产能。产业化时间为2021年,其桃园G2线(GWh级)量产后产能将达1-2GWh。


清陶能源也选择了氧化物固态电池的路线。2018年11月,清陶发展建成全国首条可量产固态锂电池产线,并正式投产,该项目一期固态电池产能为1GWh,去年年底投产;二期产能9GWh,2020年6月底开工建设,此后两年内投产。


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