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新的固态电池技术又来了!


来源:OFweek锂电网

[导读]  新的固态电池技术又登场了!根据了解,廉价、大容量的固态电池有可能使以往的实用化构思提前实现。

中国粉体网讯  新的固态电池技术又登场了!根据了解,廉价、大容量的固态电池有可能使以往的实用化构思提前实现。


据悉,开发该固态电池产品的是比利时的研究机构IMEC,松下也参与了其中电解质材料的开发。IMEC于6月宣布,开发出了体积能量密度为425 h /L的固体电解质锂离子充电电池(图1)。假设正极活物质使用磷酸铁锂(LFP),而负极活物质使用金属锂。



图1 2024年达成1000 Wh/L


这张图展示了使用电解液的锂离子电池和IMEC开发的固体电池的体积能量密度变迁。作为电解液锂离子电池产品,400 Wh/L已经是其标准值,在实验室中也存在过700 Wh/L的实例,如果未来没有突破,那么800 Wh/L可能是其界限,但固态电池将在不久的几年内超过这一界限。目前来看,全固态电池是比不上电解液电池的,但从图中的增长趋势可看到,其能量密度的年增长率几乎呈直线上升,同时固态电池将在2020年之后后来居上,在2024年大约可达到1000 Wh/L,而且充电速率可达2-3c(20-30分钟充电)。


由液态向固态转变?


IMEC电池的最大特点是其制造过程(图2),与目前的电解液电池相同,首先是正极的形成,然后将液体电解质渗透到正极材料中。



图2 制造过程中电解液固体化


IMEC的整个固体电池的制造过程概要(a):首先在聚电体上形成正极材料,在那里参入作为电解质前体的液体材料,将其固体化后形成负极层等。与以往的固体电解质不同,具有能够在一定程度上利用现有的锂离子电池制造装置等优点(b)。


不同之处在于,使电解质干燥后变为固体从而形成负极。实现起来也较容易,只需要在量产时对现有的电解液电池用装置进行略微的变更,就可以很好地利用,因此即使是全固体电池,也没有必要对其进行高额投资。实际上,IMEC目前已基本确立了批量生产大型电池的技术,该公司计划在2019年内进行尺寸大小为A4、容量为5Ah的电池试制。


由于电解质最初是以液体的方式渗透到电极的各个角落,所以在固体电池中“电极与固体电解质的接触面积小、界面电阻非常高”的现象也难以发生。从你的角度来看,哪种电池会在未来更得市场?


(中国粉体网编辑整理/墨玉)

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