關(guān)于現(xiàn)代社會(huì)中常見的固態(tài)電池的技術(shù)難點(diǎn)概況解析

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我們的固態(tài)電池也在快速發(fā)展，那么你知道固態(tài)電池的技術(shù)難點(diǎn)的詳細(xì)資料解析嗎?接下來讓小編帶領(lǐng)大家來詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。

想要達(dá)到2020年及以后的動(dòng)力電池能量密度發(fā)展要求，實(shí)現(xiàn)能量密度大于500Wh/kg的目標(biāo)，現(xiàn)有的液體電解質(zhì)電池體系恐怕無能為力。作為下一代面向500Wh/kg的電池技術(shù)路線，固態(tài)電池體系的研發(fā)已成為剛需。新能源汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展需要新的技術(shù)儲(chǔ)備，固態(tài)鋰電池則有望成為下一代車用動(dòng)力電池主導(dǎo)技術(shù)路線，它不只是未來二次電池的重要發(fā)展方向，也是當(dāng)前的重要任務(wù)。

首先，缺乏有效的電解質(zhì)材料系統(tǒng)。當(dāng)前，固態(tài)電池材料發(fā)展迅速，但是相對缺乏全面的應(yīng)用。作為固態(tài)電池的核心材料，固態(tài)鋰離子導(dǎo)體的單指數(shù)已取得突破，但整體性能尚不能滿足大規(guī)模儲(chǔ)能的需求。如今，固態(tài)電池中使用的固態(tài)電解質(zhì)通常存在性能缺陷，而高性能鋰離子電池系統(tǒng)的要求之間仍然存在很大差距。

氧化物主要分為薄膜和非薄膜類型。薄膜類型的容量小，只能滿足微電子學(xué)的使用。它不適用于汽車。非膜型具有優(yōu)異的整體性能并解決了生產(chǎn)問題。它已經(jīng)可以用于手機(jī)電池，但是必須應(yīng)用于新能源汽車。 這需要一些時(shí)間。

首先，就能量密度而言，用于三元電池等鋰電池中的有機(jī)電解質(zhì)的當(dāng)前電化學(xué)窗口受到限制，并且難以與鋰金屬陽極和新開發(fā)的高電勢陰極材料兼容。然而，固體電解質(zhì)通常具有比有機(jī)電解質(zhì)更寬的電化學(xué)性能。該窗口有助于進(jìn)一步提高電池的能量密度。其次，就體積而言，由于電解質(zhì)被固體電解質(zhì)代替，因此在相同能量密度下固體電池的體積將較小。

固體電解質(zhì)和電極之間的界面處理也是固態(tài)電池面臨的主要問題。在固體電解質(zhì)中，鋰離子的傳輸阻力非常大，剛性界面與電極的接觸面積很小。電解液在充放電過程中的體積變化容易破壞界面的穩(wěn)定性。

聚合物是首先實(shí)現(xiàn)小規(guī)模批量生產(chǎn)和成熟技術(shù)的材料，但室溫下的電導(dǎo)率非常低，上限也不高。這有點(diǎn)類似于必須長時(shí)間服用興奮劑的運(yùn)動(dòng)員，他的表現(xiàn)非常快，但是只要不服用興奮劑，他的表現(xiàn)就會(huì)立即下降，而服用興奮劑即水平。一顆恒星，無法達(dá)到超級巨星的水平。由聚合物材料制成的固態(tài)電池具有300Wh / kg的較高能量密度，在過去兩年中仍能滿足需求，但幾年后將無法跟上時(shí)代的發(fā)展。

使用相同的電量，固態(tài)電池將變得更小。在能量密度保持相同的情況下，具有相同電荷的固態(tài)電池的質(zhì)量和體積將小于液體電解質(zhì)電池的質(zhì)量和體積。不僅如此，由于固態(tài)電池中沒有電解質(zhì)，因此更容易密封。當(dāng)用于大型設(shè)備(例如汽車)時(shí)，無需添加額外的冷卻管，電子控制裝置等，從而節(jié)省了成本并減輕了自身重量。使用固體電解質(zhì)后，可以用金屬鋰代替石墨負(fù)極，從而大大減輕了整個(gè)電池的重量。

硫化物在技術(shù)上最困難，但潛力巨大，受到日本和韓國公司的追捧。讓我們使用團(tuán)隊(duì)起草的類比。一個(gè)有才華的球員具有非常明顯的身體優(yōu)勢，但是他仍然處于業(yè)余水平。我希望他參加職業(yè)聯(lián)賽。訓(xùn)練需要很長時(shí)間和精力，但是這位運(yùn)動(dòng)員非常擅長訓(xùn)練。對環(huán)境的要求也很高，氧氣不足，容易被氧化，水質(zhì)不好，容易產(chǎn)生有害氣體，這使人們非常頭痛。

從某種意義上講，汽車的演變歷史就是電池的進(jìn)化過程。若論起源，電動(dòng)汽車也已經(jīng)有了180多年的歷史，出現(xiàn)時(shí)間與燃油車不相上下?？摄U酸電池、鎳氫電池均未使電動(dòng)汽車的地位有所突破。直至磷酸鐵鋰離子電池、三元鋰離子電池的升級才使得部分消費(fèi)者逐步接受電動(dòng)汽車。

以上就是固態(tài)電池的技術(shù)難點(diǎn)的有關(guān)知識(shí)的詳細(xì)解析，需要大家不斷在實(shí)際中積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，為我們的社會(huì)更好地發(fā)展。