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全固態電池有什么特點

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年06月19日  

前期,豐田在各種不同場合,多次闡述其研發的全固態電池特點,除了重要的高安全特性,還解決和滿足了長續駛里程需求,快充電特性,同時,還不需要冷卻,體積可以縮減一半。

在早期,豐田執行副總裁勒羅伊(DidierLeroy)這樣描述,豐田在固態電池技術的知識產權方面處于領先地位,可以讓電池更安全,體積變的更小。

“ExecutiveVicePresidentDidierLeroybelievesToyotaistheleaderinsolid-statebatterytechnologyintermsofintellectualproperty.Heseesthemasa"game-changer"withthepotentialtodramaticallyimprovedrivingrange.

Leroysaid:Toyota'ssolid-statebatteriesarebasedonlithiumiontechnologybutcanoperateatahighertemperaturethancurrentlithiumionbatteries.Theydonotrequirecoolingandthusaremuchsmaller.”

讓我們掀開全固態電池關鍵指標一角,探究一下這些特點的生成原因。

全固態電池耐熱特性、低溫特性、倍率特性突出

來自KentaroYOSHIDAandKeizoHARADA“All-Solid-StateLithiumBatterieswithWideOperatingTemperatureRangeMitsuyasu”對基于硫化物全固態電池做的幾項測試(主要針對小容量電池的測試):

高溫耐受性測試:電池在高溫170℃規定的充放電(Thetestconditionswereaconstantcurrentof0.3mAcharge/discharge,chargedto0.3mAh,anddischargedto3.0V)、循環條件下,可以觀察到,容量在高溫下,非常穩定,變化很小,也就是說,副反應并沒有顯著的增加。

低溫耐受性測試:電池在低溫-40℃規定的充放電(Thetestconditionswereaconstantcurrentof0.02mA,chargedto0.02mAh,anddischargedto3.0V)、循環(試驗條件為恒流0.02mA,充至0.02mAh,放電至3.0V)條件下,可以觀察到,容量因低溫影響,也是非常小的,仍然有很穩定的放出和充入。

放電倍率特性:常溫下,在24C高倍率下放電,容量為低速率0.5C下的89%,說明該電池具有優良的功率特性。

上述測試條件,相比現在的商業化動力電池確實還有很大的局限性和差距,但是固態電池從娘胎里帶來的優點還是非常明顯的,在如此高的溫度條件,表現如此穩定,安全性可見一斑。

對于一般液態電解質電池,其策略保護,高溫>50℃進入報警狀態;70℃進入熱失控風險區。低溫環境,<0℃限制充電電流。電池在很窄的15~45℃范圍內才能穩定的工作。同時,為了保證電池系統的壽命,溫差范圍要求控制在<5℃。

全固態電池大大降低了對冷卻系統的依賴

有資料顯示,全固態電池耐熱性在(80~120℃)、阻燃性(200℃),均遠遠高于現有應用的液態電解質的鋰離子電池。這主要與電解質形態和結構有直接的關系。

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