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固態(tài)電池的電解質(zhì)為什么這么安全?還要從原材料說起!

鉅大鋰電  |  點(diǎn)擊量:0  |  2019年12月08日  

為了解決這個(gè)安全性的問題,也是有很多辦法,安全性跟容量有關(guān)系,容量越大,安全性越差。這個(gè)安全性的指標(biāo)比較高,它的電壓是2V,充電可以充到更高一點(diǎn),那么電壓越高,安全越差。


另外個(gè)改善安全性就是固態(tài)電池,它的電解質(zhì)也兩種,一種是聚合物,另外一種無機(jī)材料。特別是我要強(qiáng)調(diào)聚合物,現(xiàn)在有人說做成世界上第一個(gè)固態(tài)電池,它不是聚合物,它里面是含了液體的。


同時(shí),要考慮鋰硫電池,鋰硫電池一個(gè)問題就是中間產(chǎn)物是多硫化物,由于穿梭效應(yīng)達(dá)到金屬鋰負(fù)極使之失去活性。解決方案是采用固體電解質(zhì),還有一個(gè)鋰空氣電池是開放體系,空氣電池是開放的,開放的空氣里頭有水分,有二氧化碳,如果說是用液體電解質(zhì)的話,吸到水肯定不行,如果二氧化碳馬上形成碳酸鋰,碳酸鋰就沉淀,所以一定要用固態(tài)電解質(zhì)。


博士公司2015年做了一個(gè)預(yù)判,能量密度是現(xiàn)有產(chǎn)品的兩倍以上,成本更低,一輛用目前的電池只行駛100邁,用固體電池后可行駛200邁。目前的鋰離子電池的負(fù)極是石墨的,這樣的話,博士公司就把美國一個(gè)豐田汽車正在研究由全固體電池提供動(dòng)力的電動(dòng)車,因?yàn)槭菄衅髽I(yè),動(dòng)作比較慢,就沒弄成。豐田2020年要開始銷售全固態(tài)電池的電動(dòng)車,那么據(jù)說,充電時(shí)間可以減少,但是我一直沒查到,它的電池體系,它計(jì)劃2020年開始銷售,,現(xiàn)在應(yīng)該已經(jīng)開始在研究了。


那么固態(tài)電池用的固體電解質(zhì)目前有兩大類,一大類無機(jī)的,一類是高分子類的。


還有兩種材料,一個(gè)是反鈣鈦礦,現(xiàn)在也建了一個(gè)團(tuán)隊(duì),它的電導(dǎo)率比鋰硫低。這有個(gè)問題,就是鈦是要變色的,所以有人說,這個(gè)材料在鋰的固體電解質(zhì)里面沒法用,但是,這個(gè)材料并不排除可用。那么目前還有一種是磷酸鹽的材料,這是我們目前實(shí)驗(yàn)室正在研究的工作,所以這五類材料可以用的,應(yīng)該說這五類材料里頭有我們中國人的貢獻(xiàn),還是值得欣慰的一件事情。


聚物電解質(zhì)有很重要的優(yōu)點(diǎn),機(jī)械強(qiáng)度、柔性,容易加工,特別是可以加工成薄膜,


高分子材料PEO,鋰鹽,用的固體材料就是磷酸鋰氯,混起來以后,做成這種薄狀的東西,這個(gè)是實(shí)物,有柔性的,這是文獻(xiàn)里頭的工作。如果用它來做個(gè)固體電池的話,是金屬鋰做負(fù)極,正極材料是用的磷酸鐵鋰,它包了碳。


這是國外幾個(gè)工作,一個(gè)用薄膜做,這個(gè)是固體電解質(zhì)是非晶態(tài)的,這是氧化硅、氧化鋰,可以買得到的,這個(gè)是例子,循環(huán)已達(dá)三萬多次,就是薄膜電池應(yīng)該說是還是可以的。


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