鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年09月19日
固態電池全面分析:2020準固態,2025全固態
1.基于安全和能量密度上的優勢,固態電池已成為未來鋰電池發展的必經之路。
2.分類:液態/凝膠態只含有液體電解質,半固態(Halfsolid)液體電解質質量百分比<10%,準固態/類固態(Nearlysolid)液體電解質質量百分比<5%,全固態(AllSolid)不含有任何液體電解質。
3.電解質:準固態電池將以聚合物復合電解質為主,薄膜固態電池以氧化物復合電解質為主,全固態電池以硫化物復合電解質為主。
4.產業化:2020年前采用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg,2025年前采用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg,2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg
電池發展必經之路
1.九大優勢:安全性能雙提升
固態電池,是一種使用固體正負極和固體電解質,不含有任何液體,所有材料都由固態材料組成的電池。
液態電解質鋰離子電池有7大短板
固態電池相比于傳統的鋰離子電池,實現了安全與性能雙提升
1)目前安全性最高
2)能量密度高
一是電壓平臺提升,負極金屬鋰,正極高電勢材料,電化學窗口5V以上
二是減輕電池重量,電極間距可以縮短到微米級,內部串聯后簡化電池外殼及冷卻系統模塊,提高系統能量密度
三是材料體系范圍大幅提升,對于鋰-硫電池,可阻止多硫化物的遷移,對于鋰-空氣電池,可以防止氧氣遷移至負極側消耗金屬鋰負極。
值得特殊說明的是,如果不改變現有正負極體系,單純把液體電解質更換為固體電解質,是無法從根本上提升能量密度的。
3)循環壽命長
4)工作溫度范圍寬
5)薄膜柔性化
6)回收方便
7)可快速充電
液態鋰電池于過度快充時會產生「枝晶」,引發電池短路而起火爆炸的危險,理論上固態鋰電池則可避免此危險發生,當然目前還只是理論。
8)多功能封裝
9)生產效率提高
2.電池發展必經之路
按照《中國制造2025》確定的技術目標,2020年鋰電池能量密度到300Wh/kg,2025年能量密度達到400Wh/kg,2030年能量密度達到500Wh/kg。
基于高鎳三元+硅碳負極材料,現有體系的鋰電池的能量密度很難突破300Wh/kg。
鑒于安全和能量密度上的優勢,固態電池已成為未來鋰電池發展的必經之路。
我們認為,2020年前高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg,2025年前富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg,2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg,核聚變電池是人類社會終極能源方式,詳情請參考上篇文章《汽車動力電池技術路線圖——固態風口,核能終結!》










