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固态电池有哪些优势
固态电池有哪些优势
固态电池的优势有:能量密度高、体积小、柔性化的前景、更安全。
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,其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,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。
传统锂离子电池中,需要使用隔膜和电解液,它们加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量。而如果把它们用固态电解质取代(主要有有机和无机陶瓷材料两个体系),正负极之间的距离(传统上由隔膜电解液填充,现在由固态电解质填充)可以缩短到甚至只有几到十几个微米,这样电池的厚度就能大大地降低——因此全固态电池技术是电池小型化,薄膜化的必经之路。
即使是脆性的陶瓷材料,在厚度薄到毫米级以下后经常是可以弯曲的,材料会变得有柔性。相应的,全固态电池在轻薄化后柔性程度也会有明显的提高,通过使用适当的封装材料(不能是刚性的外壳),制成的电池可以经受几百到几千次的弯曲而保证性能基本不衰减。
(1)在大电流下工作有可能出现锂枝晶,从而刺破隔膜导致短路破坏;
(2)电解液为有机液体,在高温下发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向都会加剧。采用全固态电池技术,以上两点问题就可以直接得到解决。
传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”,摇椅的两端为电池的正负两极,中间为电解质(液态)。而锂离子就像优秀的运动员,在摇椅的两端来回奔跑,在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中,电池的充放电过程便完成了。
固态电池的原理与之相同,只不过其电解质为固态,具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池容量。因此,同样的电量,固态电池体积将变得更小。不仅如此,固态电池中由于没有电解液,封存将会变得更加容易,在汽车等大型设备上使用时,也不需要再额外增加冷却管、电子控件等,不仅节约了成本,还能有效减轻重量。
固态电池若量产后能代替传统燃油车吗
固态电池若量产后能代替传统燃油车吗?要回答这个问题,首先来了解一下,固态电池有哪些特点?它能够给电动汽车带来怎么样的提升?
固态电池具有能量密度高、安全可靠、可实现柔性/微型化等特点。相比于目前新能源汽车使用的三锂电池,固态电池的驱动力更强,能量储备更大,充电更快。同时,由于固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,即使在高温下,也不会着火,因而安全性更高。
搭载全固态锂电池的汽车,续航里程会增加,充电速度会更快,自燃概率会大大降低。很显然,这样的提升正好弥补了电动汽车的一些不足之处。固态电池的量产可以让电动汽车适用的用车场景更多,实用性加强。大师兄认为:固态电池量产会加快电动汽车的发展,但单靠固态电池并不能让电动汽车全面超越并取代燃油汽车。
取代燃油汽车并非是差电池这一个条件:
电动汽车的取代燃油汽车的条件并不止动力电池这一条。还有其它很多方面也在制约着电动汽车的发展。不管使用哪种电池,电动汽车都无法摆脱电量补充的环节。以目前的充电技术,电动汽车在电量补充方面耗时太久,远远高于燃油汽车,这并不符合大多数人的用车需求,电动汽车的使用便捷性无法和燃油汽车相比较。
除了充能时间方面的问题,在充电配套设施方面存在的问题就更大了。目前电动汽车和公共充电桩的配备比只有1:3.5,并且这些充电桩的利用率只有15%。充电网络的分布范围也很狭小,都集中分布在城市和高速公路。这样的情况下,就算是换上了固态电池,电动汽车的使用也一样会受制于充电设施的拖累,极大的影响使用便捷性和实用性。
在维修保养网络的布局分布上,电动汽车也远远无法和燃油汽车相比较。目前,能够具备保养和维修电动汽车的网点非常少,除了本身的4S店以外,其它修理厂和修理店根本就不具备相应的设备和技术来对电动汽车进行合理的保养维修。
总结:固态电池比目前的动力电池优势明显,但光靠固态电池,并不足以支撑电动汽车全面取代燃油汽车。要取代燃油汽车那电动汽车就要在实用性、便捷性、可靠性等方面超越燃油汽车才行。
本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。
固态电池的优缺点
1、固态电池的优点:安全性好,能量密度高,循环性能强,适用范围扩大。
2、固态电池的缺点:界面阻抗过大,成本相对较高。
3、固态电解质赋予固态锂电池结构紧凑、规模可调、设计弹性大等特点,即可应用于驱动微型电子器件,也可用于动力和储能领域。此外,固态电池也拥有更宽的温度工作范围,目前基本保证-25℃—60℃的温度范围。
4、偏低导致了其倍率性能整体偏低,内阻较大,充电速度慢,且成本总体偏高,现在的固态电池如果要和普通锂离子电池在传统市场上竞争,并没有太大的优势。
5、因此,发挥固态电池本身高安全性、高温稳定性、可能达到的柔性等其它多功能特性,与传统锂离子电池在差异化的市场中进行竞争,可能是固态电池近期内比较有希望的市场突破方向。