固態電池有什麽優勢?
固態指的是固體電解質,固體電池其實就是固體電解質鋰離子電池。固體電解質密度更高,結構更強,可以讓更多的帶電離子聚集在壹端,傳導更多的電流,從而提高電池容量。
固體電解質的使用帶來了很大的好處。它既可用作電解質,又可用作隔膜,從而使電池結構變得更簡單,生產也可簡化。更多的陽極和陰極材料可以放在同壹個空間儲存能量,這意味著可以儲存更多的能量。
固體電解質可以在更寬的電壓範圍內工作,這也有利於增加儲能密度。
與液體電池相比,固態電池最突出的優勢是安全性。固體電解質不可燃;可以在更高的溫度範圍內工作,比如-50℃~ 200℃;固體電解質無腐蝕性,不會泄漏;固體電解質不會揮發。
固態電池的電極材料可以沿用目前液態電池的材料體系,如鋰三元或磷酸亞鐵鋰作為正極材料,石墨和矽作為負極材料,甚至金屬鋰作為負極,大大提高了電池的能量密度。
固態電池發熱量低,不需要專門的冷卻系統。液體電池通常需要水冷,而固態電池只需要風冷。
由於安全性更高,固態電池可以做得更緊湊,甚至比目前液體電池的CTP結構或刀片結構更進壹步,做成只有壹個或兩個或幾個單體電池的電池組。
目前液體電池已經接近儲能密度極限,固體電池的理論儲能密度極限是液體鋰離子電池的2~10倍。
總之,固態電池的理論能量密度遠高於液態電池。固態電池結構更簡單,生產成本更低;固態電池可以使用更便宜的材料,可以進壹步降低生產成本;固態電池的理論壽命更長,甚至可能用30年。固態可以工作在更高的溫度範圍,所以冬季電動車的續航不會打折扣。
固態電池有什麽缺點?
固態電池的缺點也很明顯。使用固體電解質和電極後,電導率下降,隨之而來的是固體電解質和電極的接觸問題。電解質和正負極材料的壹體化,生產工藝和技術都是固態電池面臨的挑戰。
根據目前固態電池面臨的技術問題,固態電池行業量產估計在2025年以後。
而且現在固態電池的技術難度很高,生產效率很低,導致成本很高,大概是三元鋰電池的幾十倍,導致無法大規模應用。也是固態電池的壹大劣勢,因為電動車不是頂級的超跑,但未來會成為主流車型。