你知道固態(tài)電池的優(yōu)缺點(diǎn)以及應(yīng)用領(lǐng)域嗎?
關(guān)于固態(tài)電池的特點(diǎn),在生活中,你可能接觸過各種各樣的電子產(chǎn)品,那么你可能并不知道它的一些組成部分,比如它可能含有的固態(tài)電池,那么接下來讓小編帶領(lǐng)大家一起學(xué)習(xí)固態(tài)電池。
傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池又被科學(xué)家們形象地稱為“搖椅式電池”,搖椅的兩端為電池的正負(fù)兩極,中間為電解質(zhì)(液態(tài))。而鋰離子就像優(yōu)秀的運(yùn)動員,在搖椅的兩端來回奔跑,在鋰離子從正極到負(fù)極再到正極的運(yùn)動過程中,電池的充放電過程便完成了。固態(tài)電池的原理與之相同,只不過其電解質(zhì)為固態(tài),具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端,傳導(dǎo)更大的電流,進(jìn)而提升電池容量。
固態(tài)電池,顧名思義,就是用固體電解質(zhì)替代現(xiàn)有鋰離子電池的液體成分?;诖瞬牧系母鼡Q,當(dāng)電池?fù)p壞或刺破時,不會漏液,或電池內(nèi)部的樹突由于過快充電不會刺破膜,造成電池短路、爆炸或起火。因此,它實(shí)現(xiàn)了第一個優(yōu)勢:安全性。
液體電解質(zhì)電池能量密度最高可至300Wh/kg,但是超過500瓦時每公斤被認(rèn)為是不可能的。全固態(tài)電解質(zhì)后,電池可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極,而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極,這樣可以大大減輕負(fù)極材料的用量,使得整個電池的能量密度有明顯提高。固態(tài)電池研發(fā)可提供的能量密度基本可達(dá)300-400Wh/kg。
安全性能高。固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題。傳統(tǒng)鋰電池在充放電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜,引起電池短路,造成安全隱患。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題,也克服了鋰枝晶現(xiàn)象,因而全固態(tài)電池具有極高安全性。
固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶現(xiàn)象,大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命,理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異,能夠達(dá)到45000次左右。
循環(huán)性能強(qiáng)。液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中可與鋰離子發(fā)生不可逆反應(yīng),形成固體電解質(zhì)界面膜(SEI),會導(dǎo)致活性物質(zhì)和電解質(zhì)的損失,降低了庫倫效率。而固態(tài)電解液解決了固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的問題和鋰枝晶現(xiàn)象,大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命(例如LIPON做電解質(zhì)材料,理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異,循環(huán)45000次左右)。
固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面是固--固狀態(tài),因此電極與電解質(zhì)之間的有效接觸較弱,離子在固體物質(zhì)中傳輸動力學(xué)低。
相信通過閱讀上面的內(nèi)容,大家對固態(tài)電池有了初步的了解,同時也希望大家在學(xué)習(xí)過程中,做好總結(jié),這樣才能不斷提升自己的設(shè)計(jì)水平。