Просмотры:0 Автор:Pедактор сайта Время публикации: 2025-04-15 Происхождение:Работает
Сплошная батарея относится к использованию твердого электролита вместо традиционной электролитной литиевой батареи, в соответствии с количеством твердого электролита можно разделить на полусолистную аккумуляторную батарею и аккумуляторную силу. Обычно мы используем 10% содержания жидкости в аккумуляторе в качестве разделительной линии между полусмысленными батареями и жидкими батареями, в то время как вселичные батареи будут полностью использовать твердые электролиты, а содержание жидкости будет уменьшено до 0%.
Сплошная литиевая батарея в основном состоит из положительного электрода, отрицательного электрода и твердого электролита, наиболее важным отличием является замена электролита и диафрагмы жидкой батареи и диафрагмы твердого электролита, чтобы достичь или меньше использования диафрагмы и электролита.
1. Положительным электродом обычно является литий -металл или аналогичные материалы. Когда ионы лития перемещаются от твердого электролита к положительному электроду, положительный материал подвергается реакции окисления, выпуская электроны.
2. Отрицательный электрод обычно изготовлен из литий -сплава или аналогичных материалов. Когда ионы лития перемещаются от твердого электролита к отрицательному электроду, отрицательный материал будет подвергаться реакции восстановления и принять электроны.
3. Твердый электролит состоит из твердых материалов, которые могут проводить электричество, такие как неорганические соли, содержащие литий, полимеры или керамические материалы. Этот электролит имеет высокую ионную подвижность и низкую сопротивление и химически стабилен.
Согласно классификации электролитов, батарея может быть разделена на жидкость (25WT%), полусолидные (5-10 Вт%), квази-солидные (0-5wt%) и все солидные (0WT%) четыре категории, из которых полу-солидные, квази-солидные и всеобъемлющие три обозначаются в качестве солидных актерпери. Автомобильные компании используют твердотельные батареи, с безопасностью в качестве краткосрочного водителя и плотности энергии в качестве долгосрочного водителя.
По сравнению с жидкой батареей полуслидная батарея уменьшает количество жидкого электролита и увеличивает композитный электролит оксидов и полимеров, при котором оксиды в основном добавляются в форме диафрагмы и положительного и отрицательного электрода, а полимер заполняется в форме кадровую сеть, в дополнение к негативному электроду негативно-с негативным отрицательным молитифицированным силудийным молитифицированным силудическим молитированным силудическим молитированным молитифицированным силудическим молитифицированным силудическим силудическим молитифицированным молитифицированным молитифицированным молитифицированным силудами. Литий -металлический отрицательный электрод. Положительный электрод модернизируется с высокого никеля до высокого никеля + высокого напряжения, лития, богатого литиевым марганцем и другими положительными электродами, мембрана все еще сохраняется и покрыта твердым электролитным покрытием, литиевая соль модернизируется с LIPF6 до LIFFSI, а плотность энергии может достигать более 350 часов/ кг. Хотя полусолидные батареи уменьшают количество жидкого электролита, все еще существует риск воспламеняемости.
По сравнению с жидкой аккумулятором, аккумулятор с полным состоянием отменяет исходный жидкий электролит, выбирает оксиды, сульфиды, полимеры и т. Д., В качестве твердых электролитов и разделяет положительные и отрицательные электроды в форме тонкой пленки, тем самым заменяя роль диафрагмы, из которых оксиды прогрессируют более быстрой, будущий потенциал сульфидов, и верхние пределы. Отрицательный электрод был модернизирован с графитной системы до отрицательного электрода на основе кремния до лития и отрицательного литий-металлического электрода, а положительный электрод был модернизирован с высокого никеля до сверхвысокого никеля, литий-никелевого мангата, положительного электрода на основе лития, и плотность энергии может достигать 500 ч/ кг.
В зависимости от материала и характеристик твердого электролита, аккумуляторы твердотельного состояния можно разделить на несколько основных категорий, включая сульфид, оксид и полимерные твердотельные батареи.
Батареи сульфидных твердотельных состояний используют неорганические сульфидные материалы в качестве электролитов, которые обычно имеют высокую литий-ионную проводимость, которая приближается или превышает уровни традиционных жидких электролитов.
Сульфидные твердые электролиты привлекли большое внимание из-за их высокой ионной проводимости, например, проводимость электролита LI10GEP2S12 (LGPS) может достигать 1,2 × 10^-2 с/см. Тем не менее, сульфидный электролит чувствителен к водяному пару, легко реагирует с водой с образованием токсического газа H2S и имеет необратимые химические реакции с кислородом и водяным парами в воздухе, что приводит к снижению ионной проводимости и повреждению структурных повреждений.
Следовательно, разработка сульфидного твердого электролита затруднена, а производственная среда является строгой.
Батареи сплошного состояния оксида используют оксидные материалы в качестве электролитов, которые обычно имеют низкую ионную проводимость, но обладают хорошими механическими свойствами и химической стабильностью.
Репрезентативным оксидным электролитом является структура типа граната LI7LA3ZR2O12 (LLZO), его ионная проводимость высока при комнатной температуре до 10^-4 с/см. Компактная морфология оксидного электролита заставляет его иметь более высокую механическую прочность, хорошую стабильность в воздухе и сопротивление высокого напряжения. Однако из-за его высокой механической прочности, плохой деформируемости и мягкости оксидного электролита, лист электролита легко взломать, а потерю контакта с твердым разрешением поверхности велика, что ограничивает его применение.
Организатор твердого состояния полимерна состоит из полимерной матрицы и литийной соли, ионная проводимость низкая при комнатной температуре, но при нагревании до более чем 60 ℃ ионная проводимость значительно улучшается.
Полимерный электролит имеет характеристики легкого веса, хорошей эластичности и превосходной производительности обработки, а его процесс близок к существующей литийной батареи, который легко в масштабном производстве. Однако тепловая стабильность полимерных электролитов ограничена из -за их низкой ионной проводимости при комнатной температуре и риска короткого замыкания, вызванного проникновением дендритов лития.
В дополнение к трем основным типам твердотельных батарей, упомянутых выше, существуют также комбинированные твердотельные батареи, такие как композитные твердотельные электролиты, которые представляют собой электролиты, полученные из комбинации сульфид/оксид и полимерных электролитов. Этот составной электролит сочетает в себе преимущества неорганических и органических твердых электролитов с высокой литий-ионной проводимостью и электрохимической стабильностью.
Кроме того, существуют хлоридные твердые электролиты, которые имеют высокую ионную проводимость сульфида, деформируемости и стабильности оксида для катодных материалов высоковольтных, но это невозможно с точки зрения крупномасштабной коммерциализации.
Сплошные электролиты менее жидко, чем электролиты, поэтому прямой контакт между твердыми веществами и твердыми частицами плохие, в сочетании с электрохимической нестабильностью, что приводит ко многим задачам раздела. Тем не менее, потенциальные преимущества твердотельных батарей по сравнению с жидкими батареями:
Высокая безопасность: нелетучивые и неплохие твердые электролиты имеют более высокую безопасность, чем органические электролиты.
Хорошая адаптивность температуры: батареи со всемидными государствами могут работать в более широком диапазоне температур, особенно при более высоких температурах.
Высокая плотность энергии: ожидается, что аккумуляторы из всех солидных штатов решат проблему безопасности отрицательного электрода литий-металлов (литий-дендриты). Кроме того, плотность энергии литий-ионных батарей улучшается на основе графитовых и кремниевых углеродных электродов коммерческих литий-ионных батарей.
Упрощенная ячейка, модуль, конструкция системы: поскольку твердые электролиты не имеют плавности, можно использовать внутренние строки.
Как важное направление энергетических технологий в будущем, твердотельная батарея имеет широкую перспективу разработки. С развитием технологий, продвижением политики и расширении рынка, ожидается, что твердотельные батареи будут достигать крупномасштабных коммерческих применений.
Технологический прогресс: с непрерывным развитием материаловедения, электрохимии и других областей технические проблемы твердотельных батарей будут постепенно решены. Например, ионная проводимость и быстрой производительности заряда твердотельных аккумуляторов могут быть улучшены с помощью композитного материала и оптимизации интерфейса.
Продвижение политики: правительство Китая придает большое значение развитию индустрии твердотельной батареи и ввело серию вспомогательных политик. Выпуск этих политик обеспечивает четкую, широкую перспективу рынка и хорошую производственную и эксплуатационную среду для разработки твердотельной индустрии аккумуляторов.
Рыночный спрос: быстрый рост рынка новых энергетических транспортных средств и увеличение спроса на хранение энергии обеспечивают широкое рыночное пространство для твердых батарей. В будущем, с популяризацией новых энергетических транспортных средств и широким применением систем хранения энергии, спрос на твердотельные батареи значительно возрастет.
