在固態(tài)離子學中,固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。固態(tài)電池一般功率密度較低,能量密度較高。由于固態(tài)電池的功率重量比較高,所以它是電動汽車很理想的電池 。
固態(tài)電池具有發(fā)展的必然性。固態(tài)電池采用不可燃的固態(tài)電解質(zhì)替換了可燃性的有機液態(tài)電解質(zhì),大幅提升了電池系統(tǒng)的安全性,同時能夠更好適配高能量正負極并減輕系統(tǒng)重量,實現(xiàn)能量密度同步提升。在各類新型電池體系中, 固態(tài)電池是距離產(chǎn)業(yè)化最近的下一代技術(shù),這已成為產(chǎn)業(yè)與科學界的共識。
固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化階段尚處早期,但有望在未來超速發(fā)展。當前已實現(xiàn)小部分商業(yè)化的固態(tài)電池產(chǎn)品對比傳統(tǒng)鋰電暫未形成足夠的競爭優(yōu)勢,而未來固態(tài)電池將走階段發(fā)展的路線,從特殊領(lǐng)域逐漸往動力電池過渡, 并且隨著國際巨頭的加速布局,固態(tài)電池將進入發(fā)展的快速軌道。
如今多數(shù)純電動汽車,采用的電池組是以鋰電池為主,其中的結(jié)構(gòu)是充滿在電池內(nèi)部的電解液。電解液是鋰離子來回移動的通道,鋰離子電池的充放電過程,就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中,同時伴隨著與鋰離子等量電子的嵌入和脫離。在充放電過程中,鋰離子在正、負極之間往返嵌入與脫離嵌入的循環(huán)。
而當電池在充電時,正極上有鋰離子生成,生成的鋰離子經(jīng)過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結(jié)構(gòu),它有很多微孔,達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中,嵌入的鋰離子越多,充電容量越高。
固態(tài)電池與目前主流的傳統(tǒng)鋰離子電池最大的不同在于電解質(zhì)。固態(tài)電池則是使用固體電解質(zhì),替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液和隔膜。而傳統(tǒng)鋰離子電池主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量,電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質(zhì)。
下面通過這個視頻,我們來認識一下固態(tài)電池:
視頻來源:寶石部落
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