全固態鋰電池有哪些優勢？

來源:全固態鋰電池 | 作者:友創偉業 | 發布時間: 2021-01-05 | 2273 次瀏覽 | 分享到:

全固態鋰電池之所以會讓國際巨頭們看中是因為它有望解決目前困擾動力電池行業的兩大“挑戰”——安全隱患和能量密度偏低問題。全固態鋰電池相比于液態鋰離子電池具有以下這些優勢：

1、全固態鋰電池安全性能高

由于液態電解質中含有易燃的有機溶劑，發生內部短路時溫度驟升容易引起燃燒，甚至爆炸，需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結構，這樣會增加成本，但仍無法徹底解決安全問題。號稱BMS做到全球最好的特斯拉，在今年僅國內就有兩輛 ModelS發生嚴重起火事件。很多無機固體電解質材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，也有望克服鋰枝晶現象，因而基于無機固體電解質的全固態鋰二次電池有望具有很高的安全特性。聚合物固體電解質仍然存在一定的可燃燒風險，但相比于含有可燃溶劑的液態電解液電池，安全性也有較大提高。

2、全固態鋰電池能量密度高

目前，市場中應用的鋰離子電池電芯能量密度最高達到260Wh/kg左右，正在開發的鋰離子電池能量密度可達到300-320Wh/kg。對全固態鋰電池來說，如果負極采用金屬鋰，電池能量密度有望達到300-400Wh/kg，甚至更高。

需要說明的是，由于固體電解質密度高于液態電解質，對于正負極材料一樣的體系，液態電解質的鋰電池能量密度要顯著高于全固態鋰電池。之所以說全固態鋰二次電池能量密度高，是因為負極可能采用金屬鋰材料。

3、全固態鋰電池循環壽命長

固體電解質有望避免液態電解質在充放電過程中持續形成和生長固體電解質界面膜的問題和鋰枝晶刺穿隔膜問題，有可能大大提升金屬鋰電池的循環性和使用壽命。已報導的薄膜型全固態金屬鋰電池能夠循環45000次以上，但目前大容量金屬鋰電池尚未有長循環壽命的報道，主要是目前高面容量金屬鋰電極（>3mAh/cm2）的循環性能還較差。

4、全固態鋰電池工作溫度范圍寬

全固態鋰電池如果全部采用無機固體電解質，最高操作溫度有望提高到300C?甚至更高，目前，大容量全固態鋰電池的低溫性能有待提高。具體電池的工作溫度范圍，主要與電解質及界面電阻的高低溫特性有關。

5、全固態鋰電池電化學窗口寬

全固態鋰電池的電化學穩定窗口寬，有可能達到5V，適應于高電壓型電極材料，有利于進一步提高能量密度。目前基于氮化磷酸鋰的薄膜鋰電池可以在4.8V工作。

6、全固態鋰電池具備柔性優勢

全固態鋰電池可以制備成薄膜電池和柔性電池，未來可應用于智能穿戴和可植入式醫療設備等。相對于柔性液態電解質鋰電池，封裝更為容易、安全。

7、全固態鋰電池回收方便

電池回收總的來說是兩種方法，一個是濕法，一個是干法。濕法是把里面有毒有害的液體芯取出來，干法是比如破碎把有效的成分提取出來。全固態鋰電池的優勢就在于，其本身里面沒有液體，所以從理論上來說應該沒有廢液，處理起來相對來說是比較簡單。

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