固態(tài)電池

固態(tài)電池是采用固態(tài)電解質(zhì)和結(jié)構(gòu)的新型電池，由于使用了固態(tài)電解質(zhì)和固體電解質(zhì)之間不存在相互嵌套的現(xiàn)象，使得電解質(zhì)之間能很好的隔離，這一特性使固態(tài)電池可以在大電流充放電的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生短路，且不需要使用保護(hù)膜。同時(shí)固體電池具有非常高的安全性：由于全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)，在使用過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)電解液蒸發(fā)等情況。因此固態(tài)電池可以達(dá)到無(wú)接觸充電和無(wú)充電時(shí)使用。并且在安全和耐用性方面要優(yōu)于鋰離子電池。

固態(tài)電池在其工作溫度范圍內(nèi)，可以用液體和固體作為電解質(zhì)；在充電時(shí)提供比容量；固態(tài)電解質(zhì)是固體電池中最有效和最重要的組成部分之一。目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用在消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。該公司在2017年推出了第一代固態(tài)電池。

固態(tài)電池

鋰離子電池自燃往往都會(huì)伴隨著爆炸。而固態(tài)電池是不存在這樣的問(wèn)題，與鋰離子電池相比，固態(tài)電池發(fā)生短路時(shí)在內(nèi)部還不會(huì)產(chǎn)生高溫。且因?yàn)槭枪虘B(tài)，不需要保護(hù)膜，所以避免了充放電過(guò)程中造成的自燃事故。

在循環(huán)壽命方面，鋰離子電池在循環(huán)過(guò)程中不斷的分解和再生。當(dāng)電極材料不斷膨脹時(shí)，鋰離子電池的可逆容量下降。但是，隨著鋰離子電池容量增加，循環(huán)壽命會(huì)變得越來(lái)越長(zhǎng)。當(dāng)鋰離子電池被認(rèn)為不適合未來(lái)使用的情況時(shí)，人們將目光轉(zhuǎn)向了固態(tài)電池。固態(tài)電池具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還能提供更好的循環(huán)穩(wěn)定性。例如，如果將一塊10 Wh重量約1 kg的固態(tài)電池在500℃下加熱1 h,那么其循環(huán)壽命可以達(dá)到25000次以上；而另一種類型的固態(tài)電池，它能夠使用在超過(guò)10000次循環(huán)，而不會(huì)超過(guò)1000次循環(huán)才被發(fā)現(xiàn)。

傳統(tǒng)的鋰離子電池在大電流充放電的時(shí)候，充放電過(guò)程中，固態(tài)電解質(zhì)不與鋰離子發(fā)生反應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)快速充放電，甚至做到快速充放電。但是傳統(tǒng)鋰離子電池在大電流充放電時(shí)卻會(huì)發(fā)生短路，從而導(dǎo)致內(nèi)部產(chǎn)生大量液體，影響了電芯電位和循環(huán)壽命。而采用固態(tài)電解質(zhì)作為安全高效電化學(xué)儲(chǔ)能材料的固態(tài)電池，可以有效避免此問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)高達(dá)200%或更高的循環(huán)壽命。

自第一代電池誕生以來(lái)，固體電解質(zhì)一直以來(lái)都被認(rèn)為是電池行業(yè)中一項(xiàng)重要且極具挑戰(zhàn)性的技術(shù)，而當(dāng)前固態(tài)鋰離子電池正處于探索之中。在固態(tài)電池技術(shù)出現(xiàn)之前，鋰離子電池因其工作原理和技術(shù)限制，在實(shí)際應(yīng)用中受到諸多限制。鋰離子電池主要分為固體鋰離子電池(LiTiO)和液體鋰離子電池(LiCoO)兩種技術(shù)路線。目前，固態(tài)電池市場(chǎng)規(guī)模最大。預(yù)計(jì)到2020年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)規(guī)模將超過(guò)100億美元，到2025年將達(dá)到120億美元。

固態(tài)電池技術(shù)的成本主要由原材料價(jià)格和設(shè)備成本構(gòu)成，材料成本主要包括電極材料、電解液等方面；設(shè)備成本主要包括工廠設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備，以及包裝材料、燃料等。固態(tài)電池材料成本一般低于固態(tài)電解質(zhì)正極材料和負(fù)極材料成本。目前量產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)階段，正逐步降低成本。2018年，國(guó)際固態(tài)電池聯(lián)盟發(fā)布了一份報(bào)告，稱到2030年，全球固態(tài)電池市場(chǎng)將達(dá)到60億美元。