三元鋰電池組和固態(tài)鋰電池的對(duì)比

來源：存能電氣  日期：2019-07-12 15:03  瀏覽量：次

　　三元鋰電池組和固態(tài)鋰電池的對(duì)比。高安全性是儲(chǔ)能電池應(yīng)用的基礎(chǔ)和前提,固態(tài)化是解決二次鋰電池安全性的最佳途徑。目前的三元鋰電池組技術(shù)尚未成熟，安全性不穩(wěn)定的問題仍然存在。而發(fā)展固態(tài)鋰電池技術(shù)或?qū)⒊蔀槠平怆妱?dòng)車安全問題的新選擇。

　　三元鋰電池組和固態(tài)鋰電池的對(duì)比

　　1、三元鋰電池組:技術(shù)成熟,當(dāng)前占據(jù)市場(chǎng)主流

　　從產(chǎn)品成熟度角度來看,美國特斯拉Model系列車型已經(jīng)實(shí)現(xiàn)突破,Model3即將規(guī)模化銷量,進(jìn)一步論證三元鋰動(dòng)力電池的可行性。Model3采用全新21700電池,相比18650電池在外觀上變長變粗,能量密度也提高了20%,單體電池容量可達(dá)3~4.8Ah,大幅提升35%。毫無疑問,當(dāng)前三元鋰電池組已然為主流產(chǎn)品。

　　2、固態(tài)鋰電池:技術(shù)潛力大,有望成為未來的主流產(chǎn)品

　　從技術(shù)潛力角度來看,三元鋰動(dòng)力電池能量密度提升相對(duì)困難,全固態(tài)鋰電池能量密度提升,從理論上講更具可行性。一是全固態(tài)鋰電池電壓平臺(tái)提升,固態(tài)電解質(zhì)比有機(jī)電解液普遍具有更寬的電化學(xué)窗口,有利于進(jìn)一步提升電池的能量密度;二是固態(tài)電解質(zhì)能阻隔鋰枝晶生長,材料應(yīng)用體系范圍大幅提升,為具有更高能量密度空間的新型鋰電技術(shù)奠定基礎(chǔ)。三是全固態(tài)鋰電池當(dāng)前能量密度約400Wh/Kg,預(yù)估最大潛力值達(dá)900Wh/Kg,有超過100%的提升空間。固態(tài)鋰電池必將是未來的主流產(chǎn)品。

　　一般而言,三元鋰電池組液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆,在長期使用過程中容易觸發(fā)“熱失控”,在充放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。但是全固態(tài)鋰電池則具有極高的安全性,其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液,同時(shí)也克服了鋰枝晶現(xiàn)象,搭載全固態(tài)鋰電池的汽車的自燃概率會(huì)大大降低。

　　固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)無需隔膜和電解液，并不存在漏液、腐蝕等問題，可以簡化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進(jìn)一步減輕電池模組的重量，達(dá)到節(jié)能的效果。此外，全新的正負(fù)極材料配套可以使得電化學(xué)窗口達(dá)到5V以上，從根本上提高能量密度，有望達(dá)到500瓦時(shí)/千克。

　　三元鋰電池組和固態(tài)鋰電池哪個(gè)好？

　　目前主流電動(dòng)車普遍使用的三元鋰電池組，其實(shí)存在一定的缺陷，因?yàn)闊o論從化學(xué)結(jié)構(gòu)是電池結(jié)構(gòu)來說，三元鋰材料都非常容易發(fā)熱。如果不能把壓力及時(shí)傳導(dǎo)出去，電池就有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，今年發(fā)生的數(shù)起電動(dòng)車自燃事件，也大半有此緣故。

　　綜合上述產(chǎn)品、技術(shù)、安全等方面的比較,全固態(tài)鋰電池在使用安全和技術(shù)潛力方面具有絕對(duì)的優(yōu)勢(shì),但是三元鋰電在產(chǎn)品成熟度、市場(chǎng)滲透方面具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。綜合來看,當(dāng)前采用三元鋰電池組是純電動(dòng)汽車最為明智的選擇。但是,一旦全固態(tài)鋰電池解決金屬鋰穩(wěn)定性差等問題后,將爆發(fā)強(qiáng)大的產(chǎn)品替代力,或?qū)㈩嵏矂?dòng)力電池產(chǎn)業(yè)格局。

　　從目前來看，僅憑借三元鋰電池組的技術(shù)研發(fā)，這一目標(biāo)顯然已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)。而為了保證動(dòng)力電池的高能量密度和安全性，固態(tài)電池的研發(fā)進(jìn)度給整個(gè)新能源汽車行業(yè)帶來了光明。因此，固態(tài)鋰電池被廣泛認(rèn)為是下一代動(dòng)力電池正確的技術(shù)研發(fā)方向。

　　綜合來看，安全性高、能力密度潛力大的固態(tài)電池必然是下一代動(dòng)力電池的研發(fā)方向，但目前確實(shí)還沒有量產(chǎn)產(chǎn)品能夠在各方面明顯勝過于傳統(tǒng)鋰離子電池。我們只能寄希望于固態(tài)電池技術(shù)早日成熟，電動(dòng)汽車的續(xù)航里程再也不會(huì)成為通勤焦慮。

　　盡管目前的固態(tài)鋰電池還面臨著很多的問題，在能量密度上也暫時(shí)沒有太大的優(yōu)勢(shì)，但其的確擁有非常高的安全性，如果能研發(fā)出合適的金屬材料，或許整個(gè)動(dòng)力電池行業(yè)，都將迎來新的突破。固態(tài)電解質(zhì)不易燃，還不會(huì)產(chǎn)生液態(tài)電解液，因此不帶腐蝕性，是解決電池安全性問題的有效方法，也符合未來動(dòng)力電池發(fā)展的趨勢(shì)。