全固態(tài)電池是對比於液體電池來說,它的結(jié)構(gòu)特徵之中不含帶液體,所有材料都是以固體結(jié)構(gòu)類型普遍存在。下面,我們一起來瞭解一下固態(tài)電池有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)
(1)安全性好。液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆,以及在充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。而固態(tài)電解質(zhì)可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無電解液走漏、不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等,因此安全性被認(rèn)為是固態(tài)電池發(fā)展的最根本驅(qū)動(dòng)力之一。
(2)能量密度高。液體電解質(zhì)電池能量密度最高可至300Wh/kg,但是超過500Wh/kg被認(rèn)為是不可能的。而固態(tài)電池提供的能量密度基本可達(dá)300—400Wh/kg。
(3)迴圈性能強(qiáng)。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)介面膜的問題和鋰枝晶現(xiàn)象,大大提升了鋰電池的迴圈性和使用壽命,理想情況下迴圈次數(shù)能達(dá)到45000次左右。
(4)適用範(fàn)圍擴(kuò)大。固態(tài)電解質(zhì)賦予固態(tài)電池結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)??烧{(diào)、設(shè)計(jì)彈性大等特點(diǎn),既可應(yīng)用於驅(qū)動(dòng)微型電子器件,也可用于動(dòng)力和儲能領(lǐng)域。此外,固態(tài)電池也擁有更寬的溫度工作範(fàn)圍,目前基本保證-25℃~60℃的溫度範(fàn)圍。
固態(tài)電池缺點(diǎn)
(1)介面阻抗過大。固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的介面是固——固狀態(tài),因此電極與電解質(zhì)之間的有效接觸較弱,離子在固體物質(zhì)中傳輸動(dòng)力學(xué)低。
(2)成本相對較高。液態(tài)鋰電池的成本大約在120-200美元/KWh,如果使用現(xiàn)有技術(shù)製造足以為智慧手機(jī)供電的固態(tài)電池,其成本會(huì)接近1萬美元,而足以為汽車供電的固態(tài)電池成本更是達(dá)到令人咋舌的5000萬美元以上。