固態(tài)電池是三元鋰電終結(jié)者？
時(shí)間:2019-09-06 21:10來(lái)源:深圳搜芯網(wǎng)絡(luò) 作者:Devons
點(diǎn)擊:
次
作為電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”，動(dòng)力電池與目前大熱的新能源汽車(chē)一樣備受矚目。其中，鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電率低、循環(huán)效率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，頗受新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的青睞，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆５壳暗匿囯x子電池技術(shù)尚未成熟，安全性不穩(wěn)定的問(wèn)題仍然存在。再加上電池“不定期起火”事故頻現(xiàn)，一直刺激著消費(fèi)者的神經(jīng)，而發(fā)展固態(tài)電池技術(shù)或?qū)⒊蔀槠平?a href='http://www.bbbzqm.com/shushuo/ddc/' target='_blank'>電動(dòng)車(chē)安全問(wèn)題的新選擇�？偟膩�(lái)說(shuō)，對(duì)于固態(tài)電池的研究，目前還是偏學(xué)術(shù)多一些，在產(chǎn)業(yè)化方面，因?yàn)橐恍╆P(guān)鍵技術(shù)涉及到各個(gè)企業(yè)核心技術(shù)而無(wú)法獲取，導(dǎo)致基于工程化應(yīng)用方面的技術(shù)還是作為電動(dòng)汽車(chē)的“心臟”，動(dòng)力電池與目前大熱的新能源汽車(chē)一樣備受矚目。
其中，鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電率低、循環(huán)效率高，循環(huán)壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，頗受新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的青睞，市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮蟆?/div>
(責(zé)任編輯：子蕊)
但目前的鋰離子電池技術(shù)尚未成熟，安全性不穩(wěn)定的問(wèn)題仍然存在。再加上電池“不定期起火”事故頻現(xiàn)，一直刺激著消費(fèi)者的神經(jīng)，而發(fā)展固態(tài)電池技術(shù)或?qū)⒊蔀槠平怆妱?dòng)車(chē)安全問(wèn)題的新選擇。
“現(xiàn)在所使用的鋰離子電池成本較高，技術(shù)也不成熟，所產(chǎn)的鋰離子電池存在不少安全隱患。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授王振波表示。
據(jù)了解，近年來(lái)大型動(dòng)力電池事故頻發(fā)，很大程度上是由于電池內(nèi)部使用液態(tài)電解質(zhì)。
“是否安全對(duì)鋰離子電池儲(chǔ)能來(lái)說(shuō)非常關(guān)鍵。”清華大學(xué)材料學(xué)院副教授李亮亮強(qiáng)調(diào)，“目前市場(chǎng)上商用的鋰離子電池一般都采用有機(jī)液態(tài)電液，它的缺點(diǎn)是易燃燒，還可能滲漏液體，造成環(huán)境污染。”
兩個(gè)月前在韓國(guó)靈巖發(fā)生的鋰離子電池設(shè)備起火事件似乎印證了這一說(shuō)法。
“目前選擇使用的液態(tài)有機(jī)電解液易燃易爆，用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解液，是我們公認(rèn)可以提升鋰電池安全性能最為有效的方法之一。”中國(guó)科學(xué)院青島生物能源與過(guò)程研究所副研究員董衫木表示。
固態(tài)電解質(zhì)不易燃，還不會(huì)產(chǎn)生液態(tài)電解液，因此不帶腐蝕性，是解決電池安全性問(wèn)題的有效方法，也符合未來(lái)電池發(fā)展的趨勢(shì)。
高安全性是儲(chǔ)能電池應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提，固態(tài)化是解決二次電池安全性的最佳途徑。固態(tài)鋰電池已進(jìn)入全球加快布局和研發(fā)的階段，很多著名機(jī)構(gòu)都在開(kāi)發(fā)固態(tài)鋰電池。
目前，包括德國(guó)大眾、韓國(guó)三星、日本豐田和我國(guó)寧德時(shí)代在內(nèi)的眾多電池和汽車(chē)廠商，都加大了固態(tài)電池研發(fā)投入，已有部分電池進(jìn)入裝車(chē)測(cè)試階段。盡管前景可期，但由于技術(shù)和工藝上的種種問(wèn)題，發(fā)展固態(tài)電池的道路絕非一帆風(fēng)順。
首先，高效的電解質(zhì)材料體系缺乏。目前固態(tài)電池材料發(fā)展很快，但綜合應(yīng)用較為欠缺。
作為固態(tài)電池的核心材料，目前在固體鋰離子導(dǎo)體的單一指標(biāo)上已有所突破，但綜合性能尚不能滿足大規(guī)模儲(chǔ)能需求。現(xiàn)今固態(tài)電池采用的固態(tài)電解質(zhì)普遍存在性能短板，距離高性能鋰離子電池系統(tǒng)的要求仍有不小的差距。
其次，固態(tài)電解質(zhì)和電極的界面處理也是固態(tài)電池目前面臨的一大難題。
在固體電解質(zhì)中鋰離子傳輸阻抗很大，與電極接觸的剛性界面接觸面積小，在充放電過(guò)程中電解質(zhì)體積的變化容易破壞界面的穩(wěn)定。
此外，在固態(tài)鋰電池中，除了電解質(zhì)和電極之間的界面，電極內(nèi)部還存在復(fù)雜的多級(jí)界面，電化學(xué)以及形變等因素都會(huì)導(dǎo)致接觸失效影響電池性能。
第三，長(zhǎng)期使用時(shí)穩(wěn)定性不理想也是長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能固態(tài)電池發(fā)展的瓶頸。
固態(tài)電池在服役過(guò)程中結(jié)構(gòu)與界面會(huì)隨時(shí)間發(fā)生退化，但退化對(duì)電池綜合性能的影響機(jī)制尚不明確，難以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)效應(yīng)用。而構(gòu)建高性能固態(tài)電池需要從兩方面入手，一是構(gòu)建高性能的固態(tài)電解質(zhì)，二是提高界面的相容性和穩(wěn)定性。
針對(duì)固態(tài)電池，我們要從最基礎(chǔ)的材料、界面、單體，一直到最終的系統(tǒng)模塊進(jìn)行研究，只有從根本上解決了關(guān)鍵材料和界面問(wèn)題，才能開(kāi)展系統(tǒng)的工藝研究，從而滿足單電池的性能要求。而面對(duì)發(fā)展過(guò)程中接連不斷的挑戰(zhàn)，各種新技術(shù)“百家爭(zhēng)鳴”，一些固態(tài)電池技術(shù)有了最新突破。
比如，在固體電解質(zhì)材料上，業(yè)內(nèi)發(fā)現(xiàn)基于石榴石結(jié)構(gòu)的鋰鑭鋯氧（LLZO）固體電解質(zhì)體系的固態(tài)電池具有優(yōu)異的循環(huán)性能和倍率性能，它也因此成為一大技術(shù)熱點(diǎn)。
LLZO是一種性能優(yōu)異的填料，能夠提高聚合物基復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的性能�；贚LZO的固態(tài)電池循環(huán)1000次后容量仍能保持81%。
董衫木告訴記者了另一種電解質(zhì)材料思路——“剛?cè)岵?jì)”，使用剛性的聚合物骨架和無(wú)機(jī)顆粒與柔性的聚合物離子傳輸材料融合。“通過(guò)聚合物和聚合物之間，以及聚合物和無(wú)機(jī)顆粒之間的路易斯酸堿相互作用，可為鋰離子傳輸創(chuàng)造新通道，大幅提升電解質(zhì)的綜合性能。”
而界面處理的研究熱點(diǎn)主要集中在界面設(shè)計(jì)及修飾層上，目前凝膠化的界面設(shè)計(jì)已經(jīng)取得了較好成果。通過(guò)凝膠態(tài)的聚合物對(duì)界面進(jìn)行修飾，增加接觸面積的同時(shí)還可以緩沖循環(huán)過(guò)程中的體積效應(yīng)，在室溫下經(jīng)過(guò)300次循環(huán)，基本無(wú)退化，這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)較好的改善了電池性能。
除了固態(tài)電解質(zhì)和界面，固態(tài)電池一體化設(shè)計(jì)也非常重要。因?yàn)閷?duì)儲(chǔ)能、新能源汽車(chē)等不同領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，需要有針對(duì)性的進(jìn)行電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
總的來(lái)說(shuō)，對(duì)于固態(tài)電池的研究，目前還是偏學(xué)術(shù)多一些，在產(chǎn)業(yè)化方面，因?yàn)橐恍╆P(guān)鍵技術(shù)涉及到各個(gè)企業(yè)核心技術(shù)而無(wú)法獲取，導(dǎo)致基于工程化應(yīng)用方面的技術(shù)還是需要進(jìn)行進(jìn)一步探究。
免責(zé)聲明：本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)，與中國(guó)電池聯(lián)盟無(wú)關(guān)。其原創(chuàng)性以及文中陳述文字和內(nèi)容未經(jīng)本網(wǎng)證實(shí)，對(duì)本文以及其中全部或者部分內(nèi)容、文字的真實(shí)性、完整性、及時(shí)性本站不作任何保證或承諾，請(qǐng)讀者僅作參考，并請(qǐng)自行核實(shí)相關(guān)內(nèi)容。
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
凡本網(wǎng)注明 “來(lái)源：XXX（非中國(guó)電池聯(lián)盟）”的作品，均轉(zhuǎn)載自其它媒體，轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)。
如因作品內(nèi)容、版權(quán)和其它問(wèn)題需要同本網(wǎng)聯(lián)系的，請(qǐng)?jiān)谝恢軆?nèi)進(jìn)行，以便我們及時(shí)處理。
QQ：503204601
郵箱：cbcu@cbcu.com.cn
猜你喜歡
-
成立不到4年融資37億歐元，歐洲電池獨(dú)角獸和寧德時(shí)代搶客戶
2024-06-04 09:49 -
低空經(jīng)濟(jì)“起飛”，電池廠要講“新故事”
2024-06-03 09:48 -
氫能加速跑！2040年我國(guó)燃料電池車(chē)輛滲透率有望達(dá)到50%
2024-06-03 09:16 -
前4月湖北出口鋰離子蓄電池增長(zhǎng)加快：企業(yè)發(fā)貨周期平均縮短1天
2024-05-31 18:56 -
日本電池戰(zhàn)略：拽著液態(tài) 提著全固態(tài)
2024-05-31 11:55 -
小商小販多手倒賣(mài)，“退休”電動(dòng)自行車(chē)電池去向成謎
2024-05-30 20:12 -
超3000萬(wàn)鈉電池訂單簽了！2024年十大鈉電訂單，最大贏家是它！
2024-05-30 11:23 -
起大早趕晚集，歐洲動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)何時(shí)崛起？
2024-05-29 18:30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
專(zhuān)題
相關(guān)新聞
-
成立不到4年融資37億歐元，歐洲電池獨(dú)角獸和寧德時(shí)代搶客戶
2024-06-04 09:49 -
低空經(jīng)濟(jì)“起飛”，電池廠要講“新故事”
2024-06-03 09:48 -
氫能加速跑！2040年我國(guó)燃料電池車(chē)輛滲透率有望達(dá)到50%
2024-06-03 09:16 -
前4月湖北出口鋰離子蓄電池增長(zhǎng)加快：企業(yè)發(fā)貨周期平均縮短1天
2024-05-31 18:56 -
日本電池戰(zhàn)略：拽著液態(tài) 提著全固態(tài)
2024-05-31 11:55 -
小商小販多手倒賣(mài)，“退休”電動(dòng)自行車(chē)電池去向成謎
2024-05-30 20:12 -
超3000萬(wàn)鈉電池訂單簽了！2024年十大鈉電訂單，最大贏家是它！
2024-05-30 11:23
本月熱點(diǎn)
-
2024鋰電池行研報(bào)告
2024-05-24 18:59 -
多個(gè)鋰電項(xiàng)目終止，重磅文件引導(dǎo)企業(yè)單純擴(kuò)大產(chǎn)能！
2024-05-15 19:12 -
小米入局電池制造，與寧德時(shí)代成立合資公司！
2024-05-20 19:05 -
攜手多地政府，這家企業(yè)5月三大電池項(xiàng)目開(kāi)工/簽約!
2024-05-21 18:46 -
重磅！新能源突傳三大利好！固態(tài)電池賽道即將爆發(fā)
2024-05-28 18:18 -
投資超25億元！這家鋰電企業(yè)擬在美國(guó)建設(shè)電池化學(xué)品項(xiàng)目
2024-05-22 19:20 -
又一10GWh項(xiàng)目開(kāi)工，固態(tài)電池距離產(chǎn)業(yè)化還要多久？
2024-05-11 19:17 -
寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航共同供貨蔚來(lái)“樂(lè)道”？
2024-05-09 18:48
©2017 版權(quán)所有 綠色智匯能源技術(shù)研究院 華杰永泰科技（北京）有限公司 承辦 Power by DedeCms
價(jià)值成就行業(yè)品牌！竭誠(chéng)為您提供最新最熱的資訊
京ICP備2024061100號(hào)
價(jià)值成就行業(yè)品牌！竭誠(chéng)為您提供最新最熱的資訊
京ICP備2024061100號(hào)
微信公眾號(hào)