固態(tài)電池比鋰電池好在哪里
固態(tài)電池比鋰電池好在多個方面。
能量密度上固態(tài)電池更高,理論能達(dá)到500-900瓦時/升,比能量可達(dá)400-500瓦時/公斤 ,像金屬鋰負(fù)極、氧化物電解質(zhì)、三元正極固態(tài)電池能量密度已達(dá)350-400Wh/kg。而鋰電池能量密度約250Wh/kg左右且接近理論極限。相同體積下固態(tài)電池能儲存更多電能,可顯著提升電動車單次充電續(xù)航里程,原本續(xù)航400公里的車換上固態(tài)電池可能達(dá)600公里甚至更多。
安全性上固態(tài)電池優(yōu)勢突出。它采用固態(tài)電解質(zhì),避免了液態(tài)電解質(zhì)泄漏、揮發(fā)和燃燒等隱患,熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度更高,能在更寬溫度范圍保持穩(wěn)定,有效抑制鋰枝晶生長,大大降低短路風(fēng)險。鋰電池內(nèi)部是液態(tài)電解質(zhì),高溫或受外力時易泄漏揮發(fā),有熱失控、短路、燃燒甚至爆炸風(fēng)險。
充電速度方面固態(tài)電池表現(xiàn)出色。其獨(dú)特電解質(zhì)結(jié)構(gòu)使電子和離子傳輸效率更高,能加快充電速度,還降低過熱風(fēng)險,充電時間可比鋰電池縮短至少一半。鋰電池充電速度受內(nèi)部結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性限制,即便有快充技術(shù)也仍有局限。
在循環(huán)壽命上固態(tài)電池遠(yuǎn)超鋰電池。固態(tài)電池在循環(huán)中損耗小,預(yù)期壽命長,能有效抑制鋰枝晶形成生長,減少對內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞,10000次循環(huán)后仍能保持原始容量90%以上,理想狀態(tài)循環(huán)性能可達(dá)45000次左右。鋰電池循環(huán)壽命受多種因素影響,一般在數(shù)百次至數(shù)千次之間 。
極端溫度適應(yīng)性上固態(tài)電池也更勝一籌。它能在更寬溫度范圍工作,工作溫度范圍為 - 20°C至60°C。鋰電池工作溫度范圍較窄,通常為0°C至45°C,低溫下表現(xiàn)不佳。
另外固態(tài)電池在結(jié)構(gòu)方面有優(yōu)勢。液態(tài)電池的電解液和隔膜體積占比大,而固態(tài)電池能把密度更大的電解質(zhì)塞進(jìn)去,縮短正負(fù)極距離,減小體積,提高能量密度。并且固態(tài)電池設(shè)計靈活性高,可以設(shè)計成不同形狀和尺寸,為電池的封裝和集成提供了更大的靈活性。
(圖/文/攝:太平洋汽車 整理于互聯(lián)網(wǎng))
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