Voordelen van alle solid-state lithiumbatterij

De reden waarom de all-solid-state lithium-ion batterij internationale reuzen zal aantrekken is omdat het naar verwachting de twee grote "uitdagingen" die momenteel pest de batterij industrie-potentiële veiligheidsrisico's en lage energiedichtheid op te lossen. De voordelen van alle solid-state lithium batterijen ten opzichte van vloeibare lithium-ion batterijen zijn:

(1) Lithium-lithiumbatterij met all-solid-state heeft hoge veiligheidsprestaties

Aangezien het vloeibare elektrolyt brandbare organische oplosmiddelen bevat, zal een plotselinge temperatuurstijging wanneer een interne kortsluiting optreedt, gemakkelijk verbranding of zelfs explosie veroorzaken. Het is noodzakelijk om een veiligheidsinrichting structuur die bestand is tegen temperatuurstijging en kortsluiting te installeren. Dit zal de kosten verhogen, maar het kan het veiligheidsprobleem nog steeds niet volledig oplossen. . De Tesla, die beweert de beste BMS in de wereld te zijn, heeft dit jaar alleen al in China ernstige branden veroorzaakt in twee modellen. Veel anorganische vaste elektrolyt materialen zijn niet-ontvlambare, niet-corrosieve, niet-vluchtige, en hebben geen lekkage problemen. Ook wordt verwacht dat ze het lithium-dendritische fenomeen zullen overwinnen. Daarom wordt verwacht dat alle secundaire lithiumbatterijen met vaste toestand op basis van anorganische vaste elektrolyten hoge veiligheidskenmerken hebben. Polymeer vaste elektrolyten hebben nog steeds een bepaald brandbaar risico, maar in vergelijking met vloeibare elektrolyt batterijen die brandbare oplosmiddelen bevatten, is hun veiligheid sterk verbeterd.

(2) Alle lithiumbatterij met vaste toestand heeft een hoge energiedichtheid

Op dit moment bedraagt de energiedichtheid van lithium-ion batterijcellen die op de markt worden gebruikt ongeveer 260Wh/kg en de energiedichtheid van lithium-ionbatterijen in ontwikkeling kan oplopen tot 300-320Wh/kg. Voor all-solid-state lithium batterijen, als metaal lithium wordt gebruikt als de negatieve elektrode, de batterij energiedichtheid zal naar verwachting 300-400Wh/kg, of zelfs hoger te bereiken.

Aangezien de dichtheid van vast elektrolyt hoger is dan die van vloeibaar elektrolyt, is voor hetzelfde systeem van positieve en negatieve elektrodematerialen de energiedichtheid van vloeibaar elektrolyt aanzienlijk hoger dan die van alle lithiumbatterijen met vaste toestand. De reden waarom de all-solid-state lithium secundaire batterij heeft een hoge energiedichtheid is omdat de negatieve elektrode kan gebruik maken van metaal lithium materialen.

(3) Lange levensduur van alle lithiumbatterij met vaste toestand

Het vaste elektrolyt zal naar verwachting het probleem van continue vorming en groei van vaste elektrolyt interfaciale film en lithium dendrites piercing tijdens het opladen en ontladen proces van de vloeibare elektrolyt te voorkomen, en kan sterk verbeteren van de cyclus prestaties en levensduur van metalen lithium batterijen. Er is gemeld dat dunne-film all-solid-state metalen lithium batterijen kunnen worden gefietst meer dan 45.000 keer, maar er zijn geen meldingen van een lange levensduur van de cyclus voor grote capaciteit lithiummetaal batterijen. De belangrijkste reden is dat de cyclusprestaties van lithiummetalen elektroden met een hoge oppervlakte (>3mAh/cm2) nog steeds laag zijn. Slechte.

(4) Breed bedrijfstemperatuurbereik voor alle lithium-lithiumbatterijen met vaste staat

Als all-solid-state lithium batterijen gebruik maken van anorganische vaste elektrolyten, de maximale bedrijfstemperatuur zal naar verwachting worden verhoogd tot 300C? of zelfs hoger. Op dit moment moeten de lage-temperatuurprestaties van lithiumbatterijen met een grote capaciteit worden verbeterd. Het specifieke bereik van de bedrijfstemperatuur van de batterij is voornamelijk gerelateerd aan de hoge en lage temperatuurkenmerken van de elektrolyt- en interfaceweerstand.

(5) Breed elektrochemisch venster voor alle lithium-ionbatterijen met vaste toestand

Het elektrochemische stabiliteitsvenster van de all-solid-state lithiumbatterij is breed, mogelijk tot 5V, wat geschikt is voor hoogspanningselektrodematerialen en gunstig is om de energiedichtheid verder te verhogen. Op dit moment kunnen dunne lithiumbatterijen op basis van lithiumnitridefosfaat werken op 4,8V.

(6) Alle lithium-lithiumbatterijen met vaste staat hebben flexibiliteitsvoordelen

All-solid-state lithium batterijen kunnen worden voorbereid in dunne-film batterijen en flexibele batterijen, die kunnen worden gebruikt in slimme draagbare en implanteerbare medische apparaten in de toekomst. Vergeleken met flexibele vloeibare elektrolyt lithiumbatterijen is de verpakking eenvoudiger en veiliger.

(7) Gemakkelijk terugwinnen van alle lithiumbatterij met vaste toestand

In het algemeen zijn er twee methoden voor het recyclen van batterijen, een is natte methode en de andere is droge methode. De natte methode is om de giftige en schadelijke vloeibare kern eruit te halen, en de droge methode is om de effectieve ingrediënten zoals pletten te extraheren. Het voordeel van de all-solid-state lithium batterij is dat er geen vloeistof in, dus theoretisch moet er geen afval vloeistof, en het is relatief eenvoudig te hanteren.