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固態鋰離子電池的分類和主要參數解析

來源: 中電網
2021-01-27
類別:技術信息
eye 7
文章創建人 拍明

原標題:固態鋰離子電池的分類和主要參數解析

固態鋰離子電池根據電解質的不同狀態可以分為多種類型,每種類型都有其獨特的特點和主要參數。以下是對固態鋰離子電池的分類和主要參數的詳細解析:

一、分類

  1. 液態鋰電池:電芯在制造過程中只含有液態電解質,不含有固態電解質。這包括液態鋰離子電池和液態金屬鋰電池。盡管它們不屬于嚴格意義上的固態電池,但它們是固態電池發展的基礎。

  2. 凝膠電解質鋰電池:屬于液態鋰離子電池范疇,電芯中液態電解質以凝膠電解質形式存在,不含固態電解質。這種電池在性能上有所提升,但仍未完全擺脫液態電解質的束縛。

  3. 半固態電池:電芯中固態電解質和液態電解質均存在,但液態電解質的質量或體積比例相對較大。電解液含量占比通常在5%~10%之間。半固態電池是液態鋰電池向全固態電池過渡的重要階段。

  4. 準固態電池:電芯中固態電解質的質量或體積占比較大,同時含有少量液態電解質。電解液含量占比通常在0%~5%之間。準固態電池在性能上更接近全固態電池,但制造成本和技術難度相對較低。

  5. 混合固液鋰電池:電芯中同時存在液態電解質和固態電解質,這種電池結合了液態和固態電解質的優點,但制造成本和技術難度也相對較高。

  6. 全固態電池:電芯完全由固態電極和固態電解質材料構成,不含任何質量及體積分數的液態電解質。全固態電池具有更高的能量密度、更好的安全性和更長的循環壽命,是未來固態電池發展的重要方向。

此外,根據電解質材料的不同,固態鋰離子電池還可以進一步細分為聚合物基固態電池、硫化物基固態電池和氧化物基固態電池等。

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二、主要參數

  1. 能量密度:表示電池單位體積或單位重量所能存儲的能量。固態鋰離子電池的能量密度通常高于液態鋰離子電池,尤其是全固態電池的能量密度更高。

  2. 功率密度:表示電池單位體積或單位重量所能輸出的功率。高功率密度意味著電池能夠更快地充放電,滿足高功率應用的需求。

  3. 循環壽命:電池在充放電循環過程中的使用壽命。固態鋰離子電池的循環壽命通常較長,尤其是全固態電池,因為固態電解質能夠減少鋰枝晶的生成,從而提高電池的安全性。

  4. 安全性:固態鋰離子電池的安全性通常優于液態鋰離子電池。因為固態電解質不易燃易爆,且能夠減少鋰枝晶的生成,從而降低電池短路和爆炸的風險。

  5. 工作溫度范圍:電池能夠正常工作的溫度范圍。固態鋰離子電池的工作溫度范圍通常較寬,能夠在低溫或高溫環境下正常工作。

綜上所述,固態鋰離子電池具有多種類型,每種類型都有其獨特的特點和主要參數。在選擇固態鋰離子電池時,需要根據具體的應用需求和性能要求來選擇合適的類型。


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