諾獎化學獎讓鋰電池走上神壇 大企業已搶占固態鋰電池風口! |
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最后,固態鋰電池擁有輕量化電池系統,固態鋰電池電芯內部不含液體,可實現先串并聯后 組裝,減少了組裝殼體用料,PACK 設計大幅簡化。在固態鋰電池減輕系統重量之后,能量密度也會進一步提升。 同時,固態鋰電池也存在不少技術瓶頸,也是其遲遲不能大范圍應用的關鍵。主要是多個電解質性能指標達不到商業化應用的要求。 固體電解質離子電導率低,是阻礙其商業化應用的主要瓶頸之一。離子電導率的高低直接影響了電池的整體阻抗和倍率性能,聚合物固體電解質的電導率普遍較低。 其次,與有機電解液類似,聚合物電解質也存在雙離子(鋰鹽中的陰離子和陽離子)同時傳 導的問題,離子電導率并不全部由鋰離子的遷移來貢獻。對電池循環和倍率性能起到關鍵作用的是 鋰離子遷移數量的大小。 再次,固體電極與固體電解質界面接觸性差,界面阻抗大是制約固態鋰電池循環性能的 主要瓶頸之一。目前固體電解質與固體電極之間的固/固界面接觸阻抗值是電 解質本體阻抗的 10 倍以上,嚴重影響離子的傳輸,導致電池的循環壽命、倍率性能差。 最后,機械性能的測試主要針對無機固體電解質,大部分無機固體電解質屬于陶瓷電解 質,機械性能相對較差,較脆易碎。 固態鋰電池現狀及發展 現階段固態鋰電池量產產品很少,產業化進程仍處于早期。唯一實現動力電池領域量產的 博洛雷公司產品能量密度僅為 100Wh/kg,對比傳統鋰電尚未具備競爭優勢。 從海外各家企業實驗與中試產品來看,固態鋰電池能量密度優勢已開始凸顯, 明顯超過現有鋰電水平。在我國,固態鋰電的基礎研究起步較早,在“六五”和“七五”期間,中科院就將固態鋰 電和快離子導體列為重點課題,此外,北京大學、中國電子科技集團天津 18 所等院所也立項進行了固態鋰電電解質 的研究,并在此領域取得了不錯的進展。未來,隨著產業投入逐漸加大,產品性能提升的步伐也望加速。
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關鍵詞: 鋰 |
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