鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1714次 | 2020年08月24日
什么是全固態(tài)鋰離子電池?
全固態(tài)鋰離子電池,是一種使用固體電極材料和固體電解質(zhì)材料,不含有任何液體的鋰離子電池,重要包括全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰離子電池,差別在于前者負(fù)極不含金屬鋰,后者負(fù)極為金屬鋰。
傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池與全固態(tài)鋰離子電池從出現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)看,全固態(tài)金屬鋰離子電池要早于液態(tài)鋰離子電池,只不過(guò)在早期,全固態(tài)金屬鋰離子電池的電化學(xué)性能、安全性、工程化制造方面一直無(wú)法滿足應(yīng)用要求。液態(tài)鋰離子電池通過(guò)不斷改進(jìn),綜合技術(shù)指標(biāo)逐漸滿足消費(fèi)電子類市場(chǎng)應(yīng)用需求,后來(lái)被更多的市場(chǎng)所接受。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,相比液態(tài)鋰離子電池,全固態(tài)金屬鋰離子電池有可能具有安全性能好、能量密度高和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái),固體電解質(zhì)材料,特別是硫化物電解質(zhì)材料在離子電導(dǎo)率方面取得了重大突破,因此全固態(tài)鋰離子電池技術(shù)漸漸開(kāi)始引起世界范圍內(nèi)的研發(fā)機(jī)構(gòu)和大型公司的重視。
全固態(tài)鋰離子電池的分類:
伴隨著全固態(tài)鋰離子電池?zé)岬呐d起,各種“全固態(tài)”或“固態(tài)”概念的鋰離子電池相繼出現(xiàn),存在著混淆概念的現(xiàn)狀。特將已出現(xiàn)的七類跟固態(tài)鋰離子電池相關(guān)的概念進(jìn)行了梳理,并進(jìn)行了初步的總結(jié)。
液態(tài)鋰離子電池:電芯在制造過(guò)程中不含有固體電解質(zhì),只含有液體電解質(zhì)的鋰離子電池,包括液態(tài)鋰離子電池和液態(tài)金屬鋰離子電池。
凝膠電解質(zhì)鋰離子電池:電芯中液態(tài)電解質(zhì)以凝膠電解質(zhì)形式存在,電芯中不含固體電解質(zhì),這實(shí)際屬于液態(tài)鋰離子電池范疇。
半固態(tài)鋰離子電池:電芯電解質(zhì)相中,質(zhì)量或體積的一半是固體電解質(zhì),另一半是液體電解質(zhì);或者電芯中一端電極是全固態(tài),另一端電極中含有液體。
準(zhǔn)固態(tài)鋰離子電池:電芯的電解質(zhì)中含有一定的固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì),液體電解質(zhì)的質(zhì)量或體積小于固體電解質(zhì)的比例。
固態(tài)鋰離子電池:電芯中含有較高質(zhì)量或體積比的固體電解質(zhì),同時(shí)含有少量液體電解質(zhì)的電池,被一些研究人員稱之為“固態(tài)鋰離子電池”,但這實(shí)際上不是全固態(tài)鋰離子電池?;旌瞎桃轰囯x子電池:電芯中同時(shí)存在固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)。包括前述半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、固態(tài)鋰離子電池等均為混合固液鋰離子電池的一種。由于不要人為根據(jù)固液比例分類,也不會(huì)出現(xiàn)歧義,推薦使用這一術(shù)語(yǔ),也可以稱為“混合固液電解質(zhì)鋰離子電池”。
全固態(tài)鋰離子電池:電芯由固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)材料構(gòu)成,電芯在工作溫度范圍內(nèi),不含有任何質(zhì)量及體積分?jǐn)?shù)的液體電解質(zhì),也可稱為“全固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池”。能夠充放電循環(huán)的可進(jìn)一步稱為“全固態(tài)鋰二次電池”或“全固態(tài)電解質(zhì)鋰二次電池”。
總結(jié)而言,鋰離子電池根據(jù)電解質(zhì)不同可以分為液態(tài)鋰離子電池,混合固液鋰離子電池和全固態(tài)鋰離子電池三大類。根據(jù)負(fù)極的不同可以分為負(fù)極為金屬鋰的金屬鋰離子電池,負(fù)極不含金屬鋰的鋰離子電池。