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      三元鋰電池組和固態鋰電池的對比

      來源:存能電氣  日期:2019-07-12 15:03  瀏覽量:

        三元鋰電池組和固態鋰電池的對比。高安全性是儲能電池應用的基礎和前提,固態化是解決二次鋰電池安全性的最佳途徑。目前的三元鋰電池組技術尚未成熟,安全性不穩定的問題仍然存在。而發展固態鋰電池技術或將成為破解電動車安全問題的新選擇。

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        三元鋰電池組和固態鋰電池的對比

        1、三元鋰電池組:技術成熟,當前占據市場主流

        從產品成熟度角度來看,美國特斯拉Model系列車型已經實現突破,Model3即將規?;N量,進一步論證三元鋰動力電池的可行性。Model3采用全新21700電池,相比18650電池在外觀上變長變粗,能量密度也提高了20%,單體電池容量可達3~4.8Ah,大幅提升35%。毫無疑問,當前三元鋰電池組已然為主流產品。

        2、固態鋰電池:技術潛力大,有望成為未來的主流產品

        從技術潛力角度來看,三元鋰動力電池能量密度提升相對困難,全固態鋰電池能量密度提升,從理論上講更具可行性。一是全固態鋰電池電壓平臺提升,固態電解質比有機電解液普遍具有更寬的電化學窗口,有利于進一步提升電池的能量密度;二是固態電解質能阻隔鋰枝晶生長,材料應用體系范圍大幅提升,為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術奠定基礎。三是全固態鋰電池當前能量密度約400Wh/Kg,預估最大潛力值達900Wh/Kg,有超過100%的提升空間。固態鋰電池必將是未來的主流產品。

        一般而言,三元鋰電池組液態電解質易燃易爆,在長期使用過程中容易觸發“熱失控”,在充放電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜,引起電池短路,造成安全隱患。但是全固態鋰電池則具有極高的安全性,其固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液,同時也克服了鋰枝晶現象,搭載全固態鋰電池的汽車的自燃概率會大大降低。

        固態鋰電池的電解質無需隔膜和電解液,并不存在漏液、腐蝕等問題,可以簡化電池外殼及冷卻系統模塊,進一步減輕電池模組的重量,達到節能的效果。此外,全新的正負極材料配套可以使得電化學窗口達到5V以上,從根本上提高能量密度,有望達到500瓦時/千克。

        三元鋰電池組和固態鋰電池哪個好?

        目前主流電動車普遍使用的三元鋰電池組,其實存在一定的缺陷,因為無論從化學結構是電池結構來說,三元鋰材料都非常容易發熱。如果不能把壓力及時傳導出去,電池就有爆炸的風險,今年發生的數起電動車自燃事件,也大半有此緣故。

        綜合上述產品、技術、安全等方面的比較,全固態鋰電池在使用安全和技術潛力方面具有絕對的優勢,但是三元鋰電在產品成熟度、市場滲透方面具有相當的優勢。綜合來看,當前采用三元鋰電池組是純電動汽車最為明智的選擇。但是,一旦全固態鋰電池解決金屬鋰穩定性差等問題后,將爆發強大的產品替代力,或將顛覆動力電池產業格局。

        從目前來看,僅憑借三元鋰電池組的技術研發,這一目標顯然已經無法實現。而為了保證動力電池的高能量密度和安全性,固態電池的研發進度給整個新能源汽車行業帶來了光明。因此,固態鋰電池被廣泛認為是下一代動力電池正確的技術研發方向。

        綜合來看,安全性高、能力密度潛力大的固態電池必然是下一代動力電池的研發方向,但目前確實還沒有量產產品能夠在各方面明顯勝過于傳統鋰離子電池。我們只能寄希望于固態電池技術早日成熟,電動汽車的續航里程再也不會成為通勤焦慮。

        盡管目前的固態鋰電池還面臨著很多的問題,在能量密度上也暫時沒有太大的優勢,但其的確擁有非常高的安全性,如果能研發出合適的金屬材料,或許整個動力電池行業,都將迎來新的突破。固態電解質不易燃,還不會產生液態電解液,因此不帶腐蝕性,是解決電池安全性問題的有效方法,也符合未來動力電池發展的趨勢。

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