Преимущества и исследование материалов полностью твердотельных вторичных аккумуляторов -Литий-ионное аккумуляторное оборудование
Производители литий-ионных аккумуляторов кратко рассказывают о преимуществах и исследованиях материалов полностью твердотельных вторичных литий-ионных аккумуляторов. Как наиболее потенциальное электрохимическое устройство хранения энергии, полностью твердотельные литий-ионные батареи в последние годы привлекли широкое внимание. С улучшением комплексных технических показателей, таких как цикличность и безопасность, рынок применения вторичных твердотельных литий-ионных аккумуляторов будет постепенно расширяться, и ожидается, что полностью твердотельные литий-ионные батареи станут ведущим технологическим направлением для следующего поколения производителей силовых литий-ионных аккумуляторов.
Преимущества полностью твердотельных вторичных литий-ионных аккумуляторов
В последние годы, с появлением электромобилей и острой потребностью в крупномасштабных накопителях энергии для производства возобновляемой энергии, исследования литий-ионных аккумуляторов снова активизировались, и в центре внимания оказалась разработка безопасных, емких, мощных и долговечных вторичных литий-ионных аккумуляторов. Как новая форма литий-ионного аккумулятора, твердотельная вторичная литий-ионная батарея в основном имеет преимущество высокой плотности энергии литий-ионного аккумулятора. Кроме того, полностью твердотельные вторичные литий-ионные аккумуляторы также обладают следующими преимуществами:
(1) Высокие показатели безопасности
Поскольку жидкий электролит содержит легковоспламеняющиеся органические растворители, внезапное повышение температуры при внутреннем коротком замыкании может легко вызвать возгорание или даже взрыв. Необходимо установить конструкцию предохранительного устройства, чтобы противостоять повышению температуры и короткому замыканию. Это увеличит затраты, но все равно не может полностью решить проблему безопасности. вопрос. Tesla, которая утверждает, что имеет лучшую BMS в мире, пережила серьезные инциденты с возгоранием в двух автомобилях Model S только в Китае в этом году. Поэтому ожидается, что полностью твердотельные литиевые вторичные батареи на основе неорганических твердых электролитов будут обладать высокими характеристиками безопасности. (Оборудование с литий-ионными батареями)
(2) Высокая плотность энергии
В настоящее время плотность энергии литий-ионных аккумуляторных элементов, используемых на рынке, достигает максимума около 260 Втч/кг, а плотность энергии разрабатываемых литий-ионных аккумуляторов может достигать 300-320 Втч/кг. Для полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов, если в качестве отрицательного электрода используется металлический литий, ожидается, что плотность энергии батареи достигнет 300-400 Втч/кг или даже выше. Ожидается, что полностью твердотельные вторичные батареи достигнут более высокой плотности мощности. Твердый электролит использует ионы лития в качестве единственного носителя и не имеет концентрационной поляризации, поэтому может работать в условиях высокого тока и увеличивать плотность мощности аккумулятора.
(3) Длительный срок службы
Ожидается, что твердый электролит предотвратит непрерывное образование жидкого электролита и рост межфазной пленки твердого электролита и проблему дендритов лития, пронизывающих сепаратор во время процесса заряда и разряда, а также может значительно улучшить цикличность и срок службы металлических литий-ионных аккумуляторов.
(4) Широкий диапазон рабочих температур
Если все твердотельные литий-ионные батареи используют неорганические твердые электролиты, ожидается, что максимальная рабочая температура увеличится до 300 °C или даже выше. В настоящее время низкотемпературные характеристики полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов большой емкости нуждаются в улучшении. Диапазон рабочих температур конкретного аккумулятора в основном связан с высокотемпературными и низкотемпературными характеристиками электролита и сопротивлением границы раздела.
(5) Широкое электрохимическое окно
Полностью твердотельные вторичные литий-ионные батареи имеют широкое окно электрохимической стабильности, которое может достигать 5 В. Они подходят для высоковольтных электродных материалов и способствуют дальнейшему увеличению плотности энергии. Современные тонкопленочные литий-ионные аккумуляторы на основе нитридфосфата лития могут работать при напряжении 4,8 В.
(6) Обладает преимуществом гибкости
Твердотельные вторичные литий-ионные батареи также обладают компактной структурой, регулируемым масштабом и высокой гибкостью конструкции. Твердотельные батареи могут быть спроектированы как тонкопленочные батареи толщиной всего в несколько микрон, используемые для управления микроэлектронными устройствами, или они могут быть превращены в батареи макроразмера, используемые для управления электромобилями, сетевыми накопителями энергии и другими областями. В этих приложениях форма батареи также может быть спроектирована в соответствии с конкретными потребностями.
Исследование ключевых материалов для полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов
Полимерный твердый электролит
Полимерный твердый электролит (SPE) состоит из полимерной матрицы (например, полиэфир, полиаза, полиамин и т. д.) и литиевой соли (например, LiClO4, LiAsF4, LiPF6, LiBF4 и т. д.). Из-за своего легкого веса, хорошей вязкоупругости, он привлек широкое внимание благодаря отличным характеристикам обработки и другим характеристикам.
Преимущества полностью твердотельных вторичных литий-ионных аккумуляторов
В последние годы, с появлением электромобилей и острой потребностью в крупномасштабных накопителях энергии для производства возобновляемой энергии, исследования литий-ионных аккумуляторов снова активизировались, и в центре внимания оказалась разработка безопасных, емких, мощных и долговечных вторичных литий-ионных аккумуляторов. Как новая форма литий-ионного аккумулятора, твердотельная вторичная литий-ионная батарея в основном имеет преимущество высокой плотности энергии литий-ионного аккумулятора. Кроме того, полностью твердотельные вторичные литий-ионные аккумуляторы также обладают следующими преимуществами:
(1) Высокие показатели безопасности
Поскольку жидкий электролит содержит легковоспламеняющиеся органические растворители, внезапное повышение температуры при внутреннем коротком замыкании может легко вызвать возгорание или даже взрыв. Необходимо установить конструкцию предохранительного устройства, чтобы противостоять повышению температуры и короткому замыканию. Это увеличит затраты, но все равно не может полностью решить проблему безопасности. вопрос. Tesla, которая утверждает, что имеет лучшую BMS в мире, пережила серьезные инциденты с возгоранием в двух автомобилях Model S только в Китае в этом году. Поэтому ожидается, что полностью твердотельные литиевые вторичные батареи на основе неорганических твердых электролитов будут обладать высокими характеристиками безопасности. (Оборудование с литий-ионными батареями)
(2) Высокая плотность энергии
В настоящее время плотность энергии литий-ионных аккумуляторных элементов, используемых на рынке, достигает максимума около 260 Втч/кг, а плотность энергии разрабатываемых литий-ионных аккумуляторов может достигать 300-320 Втч/кг. Для полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов, если в качестве отрицательного электрода используется металлический литий, ожидается, что плотность энергии батареи достигнет 300-400 Втч/кг или даже выше. Ожидается, что полностью твердотельные вторичные батареи достигнут более высокой плотности мощности. Твердый электролит использует ионы лития в качестве единственного носителя и не имеет концентрационной поляризации, поэтому может работать в условиях высокого тока и увеличивать плотность мощности аккумулятора.
(3) Длительный срок службы
Ожидается, что твердый электролит предотвратит непрерывное образование жидкого электролита и рост межфазной пленки твердого электролита и проблему дендритов лития, пронизывающих сепаратор во время процесса заряда и разряда, а также может значительно улучшить цикличность и срок службы металлических литий-ионных аккумуляторов.
(4) Широкий диапазон рабочих температур
Если все твердотельные литий-ионные батареи используют неорганические твердые электролиты, ожидается, что максимальная рабочая температура увеличится до 300 °C или даже выше. В настоящее время низкотемпературные характеристики полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов большой емкости нуждаются в улучшении. Диапазон рабочих температур конкретного аккумулятора в основном связан с высокотемпературными и низкотемпературными характеристиками электролита и сопротивлением границы раздела.
(5) Широкое электрохимическое окно
Полностью твердотельные вторичные литий-ионные батареи имеют широкое окно электрохимической стабильности, которое может достигать 5 В. Они подходят для высоковольтных электродных материалов и способствуют дальнейшему увеличению плотности энергии. Современные тонкопленочные литий-ионные аккумуляторы на основе нитридфосфата лития могут работать при напряжении 4,8 В.
(6) Обладает преимуществом гибкости
Твердотельные вторичные литий-ионные батареи также обладают компактной структурой, регулируемым масштабом и высокой гибкостью конструкции. Твердотельные батареи могут быть спроектированы как тонкопленочные батареи толщиной всего в несколько микрон, используемые для управления микроэлектронными устройствами, или они могут быть превращены в батареи макроразмера, используемые для управления электромобилями, сетевыми накопителями энергии и другими областями. В этих приложениях форма батареи также может быть спроектирована в соответствии с конкретными потребностями.
Исследование ключевых материалов для полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторов
Полимерный твердый электролит
Полимерный твердый электролит (SPE) состоит из полимерной матрицы (например, полиэфир, полиаза, полиамин и т. д.) и литиевой соли (например, LiClO4, LiAsF4, LiPF6, LiBF4 и т. д.). Из-за своего легкого веса, хорошей вязкоупругости, он привлек широкое внимание благодаря отличным характеристикам обработки и другим характеристикам.
.png?imageView2/1/w/400/h/300)
