固態(tài)電池PK鋰離子電池：到底有哪些不一樣，固態(tài)電池未來發(fā)展前景如何？
發(fā)布時間：2022-11-30閱讀：480
人類文明不斷進步，能源的應用也在不斷改進，更安全、更高效。目前能源應用正從化石燃料能源過渡到綠色能源，燃油車也逐漸轉(zhuǎn)換為電動汽車，隨之而來的，是電池的使用量大增。目前電動汽車、儲能系統(tǒng)使用的大多是鋰離子電池，雖然它們能量密度高、充電速度快，卻存在一定的安全性等問題。因此，新能源產(chǎn)業(yè)界正積極開發(fā)固態(tài)電池，期待它能逐漸完善，取代傳統(tǒng)的鋰離子電池。
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固態(tài)電池與鋰離子電池的主要差異在電解質(zhì)。鋰離子的電解質(zhì)是液態(tài)的，以凝膠體、聚合物的形式存在，讓電池的重量難以下降。此外，單一鋰電池組的能量不高，因此必須將多個電池組串聯(lián)，讓重量進一步增加。工程、制造與安裝電池組的成本占電動汽車整體成本很大的比例。除了重量問題，電解質(zhì)也具有可燃性，在高溫下不穩(wěn)定，有熱失控的問題，若發(fā)生車禍，可能會導致嚴重火災。電解質(zhì)在低溫也容易凍結(jié)，降低電池的續(xù)航力。另外，電解質(zhì)會腐蝕電池的內(nèi)部組件，充放電的過程也會產(chǎn)生晶枝（dendrites），降低電池的容量、性能與壽命。固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)，能量密度高固態(tài)電池內(nèi)部沒有沉重的液態(tài)電解質(zhì)，而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電池的整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋰離子電池相似，充放電方式也大同小異，但因為沒有液體，所以電池內(nèi)部更緊密，體積更小，能量密度增加。若將電動汽車內(nèi)的鋰離子電池改用同樣體積的固態(tài)電池取代，電容量理論上可以提升2倍以上。而且固態(tài)鋰電池的重量較輕，也不需要鋰離子電池的監(jiān)測、冷卻和保溫系統(tǒng)，底盤能空出更多空間放置電池，讓電動汽車續(xù)航力大增。另外，固態(tài)電池的充電速度比鋰離子電池快，也沒有腐蝕性的問題，壽命更長。關(guān)于工作溫度，固態(tài)電池具有熱穩(wěn)定性，也不會在低溫凍結(jié)，對生活在中高緯度非常寒冷區(qū)域的用戶，這能確保電動汽車的續(xù)航力。綜上所述，固態(tài)電池有4大優(yōu)點：能量密度高、充電速度快、壽命較長、熱穩(wěn)定性佳。當然，固態(tài)電池也存在一些自身的問題：成本高昂且不易量產(chǎn)因為固態(tài)電池的內(nèi)部構(gòu)造緊密，容易受到熱脹冷縮的影響，若設計不當，可能會影響內(nèi)部結(jié)構(gòu)；晶枝的問題也沒有被解決，電池結(jié)構(gòu)可能會被破壞。但最重要的是，固態(tài)電池成本高昂且不易量產(chǎn)。固態(tài)電池并不是新的發(fā)明，它們已經(jīng)應用在心率調(diào)節(jié)器、可穿戴設備等領(lǐng)域，直到近期，產(chǎn)業(yè)界才開始研究固態(tài)電池在電動汽車等大型設備的應用，但目前電動汽車仍是以鋰離子電池為主。
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總結(jié)來說，固態(tài)鋰電池有3大問題：膨脹、收縮影響結(jié)構(gòu)、晶枝造成結(jié)構(gòu)破壞、成本高昂，不易量產(chǎn)。目前，新能源產(chǎn)業(yè)正積極研究固態(tài)電池技術(shù)，其中包含特斯拉等知名企業(yè)，相信不久的將來，固態(tài)電池逐步被開發(fā)，應用會更加廣泛，成為更加高效、安全的新能源產(chǎn)品。 采用固態(tài)電芯，產(chǎn)品更安全高效目前，正方科技推出的千乘動力QX3600目前正在市場熱銷，其核心技術(shù)中的電芯，采用的就是固態(tài)電池，這使得這款戶外儲能電站具有體積小，重量輕，安全性能高等特點。
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另外，因為固態(tài)電池電芯的原因，此款儲能便攜電站不僅安全性能大為增加，更增強了使用壽命，可以保證循環(huán)1500次后，其容量仍大于初始容量的80%，按照一周充放2次計算，能用整整10年以上。這樣一臺便攜電源放到家里，十年不用更換，電力依然澎湃。由此可見，固態(tài)電池為電芯的戶外儲能產(chǎn)品，有著更為優(yōu)越的性能，也將迎來越來越廣泛的市場認可和增長。
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