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全固态电池和锂离子电池重要优点有什么呢?

钜大LARGE  |  点击量:64次  |  2021年01月25日  

摘要
首先,相同能量下,全固态电池更薄且体积更小。传统锂离子电池中,隔膜和电解液共占据了电池中近4成的体积和2成的质量。如果用固态电解质取代,那么电极间距可以缩短到微米级,极大降低电池厚度 ,因此全固态电池

首先,相同能量下,全固态电池更薄且体积更小。传统锂离子电池中,隔膜和电解液共占据了电池中近4成的体积和2成的质量。假如用固态电解质取代,那么电极间距可以缩短到微米级,极大降低电池厚度,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,经过气相沉积制备的全固态电池,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,从而方便电池应用在新型小尺寸智能电子设备,实现终端产品的小微型化。


其次,全固态电池轻便,能量密度高。使用了全固态电解质后,锂离子电池的适用材料体系也会发生改变,可以使用金属锂来做负极取代石墨负极这样可以明显减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。在OFweek锂电网五月份举办的研讨会上,来自固体新能源的胡启朝带来的能量密度可达500瓦时/千克固态锂金属电池就是一个成功的佐证。详情可参考《美国麻省固体能源胡启朝:固态锂金属电池是追求能量密度最优方法》一文。


值得一提的是,使用全固态电池,可以解决许多新型高性能电极材料与现有的电解液体系的兼容性问题。


综合考虑到以上两大因素,全固态电池相比于一般锂离子电池,能量密度可以有一个较大幅度的提升。目前为止,许多实验室中,都已经可以小规模批量试制出能量密度为300-400Wh/kg的全固态电池。


从能量密度的数据上看,全固态电池带给人们更多的直观体会是我们的手机等电子产品从一天一充升级到两天一充。

国内不少证券机构研究员表示,固态电池与传统锂离子电池相比具有更高的能量密度,同时拥有更大的功率和更长的使用时间,是下一代锂离子电池发展的大趋势。


目前,我国也在积极布局固态电池研究,工信部等四部委印发的《促进汽车动力锂电池产业发展行动方法》明确提出,加大投入研发固态电池等新型电池。随着巨头纷纷入局,将推动技术突破加速,产业化应用有望提前。


众多行业专家都对固态电池成为下一代电池技术寄予厚望。接受采访的业内人士指出,新能源电池的关键是续航能力,一旦能突破500公里或者更高,那么电动汽车的市场渗透率将明显提高。而这也将是我国有关公司与国外竞争的焦点。


OFweek锂电网编辑认为,固态电池将成为国内外新能源竞争的新战场。大众汽车去年宣布大举进入固态电池研究领域,到2030年大众全部车型都将有电动版,将投资500亿欧元到电动汽车电池、200亿欧元到电动汽车。大众方面表示已经在计划下一代电动汽车电池,即里程超过1000公里的固态电池,并将在2025年量产。

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