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干货!凝聚态电池 VS 固态电池

日期:2023-05-19    来源:锂电产业通

国际储能网

2023
05/19
12:04
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关键词: 凝聚态电池 固态电池 液态锂电池

凝聚态电池是使用液体或半固态的电解质来传递离子,并将化学能转换为电能。凝聚态电池通常由两个电极和电解质组成,电解质可以在电极之间流动,以传递离子。

固态电池使用固态电解质来传递离子。这些固态电解质通常是高分子材料或氧化物,具有较高的离子导电性和较低的电阻率。固态电池通常具有更高的能量密度、更长的寿命和更高的安全性,因为它们不容易泄漏或着火。

凝聚态电池

凝聚态电池(Solid-state battery)是一种新型的电池技术,它采用了凝聚态电解质代替了传统液态电解质,具有更高的能量密度、安全性、稳定性和循环寿命。

一、凝聚态电池的参数:

能量密度:凝聚态电池的能量密度通常比传统液态电池更高,可以达到500 Wh/kg以上。

充放电效率:由于凝聚态电池的电解质具有固态结构,因此充放电效率更高,可以实现快速充放电。

循环寿命:凝聚态电池的固态结构使其具有更长的循环寿命,可达到1000次以上。

安全性:由于凝聚态电池采用固态电解质,避免了液态电解质泄漏和燃烧等安全问题。

二、凝聚态电池的优势:

更高的能量密度:凝聚态电池采用固态电解质代替了传统液态电解质,可以实现更高的能量密度,提高电池的续航里程。

更高的安全性:固态电解质不易泄漏、不易燃烧,因此凝聚态电池具有更高的安全性。

更长的循环寿命:固态电解质具有更好的稳定性和抗氧化性,因此凝聚态电池具有更长的循环寿命。

更快的充电速度:由于凝聚态电池采用固态电解质,可以实现更快的充电速度。

综上所述,凝聚态电池具有更高的能量密度、安全性、稳定性和循环寿命等优势,未来可能会成为电动汽车、智能穿戴设备、移动通信设备等领域中的主流电池技术。

固态电池

固态电池与液态电池的本质区别就是将电解液替换为固态电解质。一般认为,固态聚合物电池中的的离子迁移主要发生在非晶相区。离子主要通过聚合物的链间传递实现迁移过程,该过程具有很强的温度依赖性。

无机固体电解质发挥自己单一离子传导和高稳定性的优势,用于全固态锂离子电池中,具有热稳定性高、不易燃烧爆炸、环境友好、循环稳定性高、抗冲击能力强等优势,得到了广泛的关注。

按照物质结构进行划分,无机固态电解质可以分为晶态和非晶态(玻璃态)两大类,每一类按照元素组成的不同又可分为氧化物和硫化物。

将液态电解液更换为固态电解质材料,将有效提升安全性。

电池结构不含有任何低闪点、易燃的有机溶剂,固态电解质具备一定的厚度和机械强度,对枝晶的产生存在一定的遏制作用。

从性能来看,350Wh/kg对于液态锂电池是一个接近极限值的门槛,而固态电池能量密度可以超过400Wh/kg。

固态电池依靠电解质固态化提升了安全性以及能量密度,同样地,也带来了问题。

固态电解质的离子电导率远低于液态电解质,这使得电池内阻明显增大、电池循环性变差、倍率性能变差等;

不难理解,液态环境下,锂离子运动更为畅快,固态材质和正负极的接触不如液态材质紧密,快充性能不佳。

另一方面,高昂的成本也是制约全固态电池商业化的因素。

目前液态锂电池的产业链非常成熟,可以用低廉的成本生产出性能较好的锂电池,而全固态电池的产业链还不够完善。

凝聚态电池 VS 固态电池

凝聚态电池和固态电池都属于新型电池技术,但它们之间有几个显着的区别:

电解质形式:凝聚态电池采用液体或半固态电解质,而固态电池使用固态电解质。这意味着凝聚态电池的电解质可以流动,而固态电池的电解质是固态的。

安全性:固态电池相对较安全,因为其固态电解质不易泄漏、挥发或着火,而凝聚态电池则存在爆炸和泄漏的风险。

寿命:固态电池寿命较长,因为它们使用的材料更稳定,而且电解质的流动会导致凝聚态电池的损耗。

性能:固态电池具有更高的能量密度和更快的充电速度,因为其固态电解质可使电子和离子更容易地在电极之间移动,而凝聚态电池则可能面临浓度极化和传输限制等问题。


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