Was sind die möglichen Vorteile von Voll-Fest-Lithium-Sekundärbatterien?

Die vollfeste Lithium-Sekundärbatterie hat die Aufmerksamkeit der internationalen Giganten auf sich gezogen, da erwartet wird, dass sie die beiden "Herausforderungen" löst, mit denen die energiebatterieindustrie derzeit konfrontiert ist: Sicherheitsrisiken und niedrige Energiedichte. Die Vorteile von Vollfest-Lithiumbatterien gegenüber Flüssiglithiumionenbatterien umfassen:

(1) Hohe Sicherheitsleistung

Da der flüssige Elektrolyt brennbare organische Lösungsmittel enthält, kann ein plötzlicher Temperaturanstieg im Falle eines internen Kurzschlusses leicht eine Verbrennung oder sogar Explosion verursachen. Es ist erforderlich, eine Struktur von Sicherheitsvorrichtungen zu installieren, die einem Temperaturanstieg widerstehen und Kurzschlüsse verhindern. Dies erhöht die Kosten, kann das Sicherheitsproblem jedoch immer noch nicht vollständig lösen. Tesla, bekannt als BMS, ist das beste der Welt. Allein in diesem Jahr hatten zwei Modelle einen schweren Brand.

Viele anorganische Festelektrolytmaterialien sind nicht brennbar, nicht korrosiv, nicht flüchtig und weisen keine Leckageprobleme auf. Es wird auch erwartet, dass sie das Phänomen der Lithiumdendriten überwinden. Daher wird erwartet, dass Vollfeststoff-Lithium-Sekundärbatterien auf der Basis anorganischer Festelektrolyte hohe Sicherheitseigenschaften aufweisen.

Feste Polymerelektrolyte weisen immer noch bestimmte Verbrennungsrisiken auf, aber im Vergleich zu Flüssigelektrolytbatterien, die brennbare Lösungsmittel enthalten, ist auch die Sicherheit erheblich verbessert.

(2) Hohe Energiedichte

Gegenwärtig beträgt die Kernenergiedichte der auf dem Markt verwendeten Lithium-Ionen-Batterien bis zu etwa 260 Wh / kg, und die Energiedichte der in der Entwicklung befindlichen Lithium-Ionen-Batterien kann 300 bis 320 Wh / kg erreichen. Bei Vollfeststoff-Lithiumbatterien wird erwartet, dass die Batterieenergiedichte 300-400 Wh / kg oder sogar mehr erreicht, wenn die negative Elektrode metallisches Lithium verwendet.

Es ist zu beachten, dass die Energiedichte von Lithiumbatterien von flüssigen Elektrolyten für dasselbe System aus positiven und negativen Materialien signifikant höher ist als die von Vollfeststoff-Lithiumbatterien, da die Dichte von Festelektrolyten höher ist als die von Flüssigelektrolyten. Der Grund, warum die Voll-Lithium-Sekundärbatterie eine hohe Energiedichte aufweist, liegt darin, dass die negative Elektrode wahrscheinlich metallische Lithiummaterialien verwendet.

(3) Lange Lebensdauer

Es wird erwartet, dass Festelektrolyte das Problem der kontinuierlichen Bildung und des Wachstums von Festelektrolyt-Grenzflächenmembranen während des Ladens und Entladens von flüssigen Elektrolyten und das Problem der dendritischen Lithiummembran vermeiden, was die Zirkulation und Lebensdauer von metallischen Lithiumbatterien erheblich verbessern kann.

Es wurde berichtet, dass die vollfeste Dünnschicht-Lithiummetallbatterie 45.000-mal zyklisch arbeiten kann, aber derzeit wurde nicht berichtet, dass Lithiummetallbatterien mit großer Kapazität eine lange Lebensdauer haben, hauptsächlich das derzeitige Lithiummetall mit hoher Kapazität Die Elektrode (& GT; 3 mAh / cm²) weist eine schlechte zyklische Leistung auf.

(4) Breiter Betriebstemperaturbereich

Wenn alle festen Lithiumbatterien anorganische Festelektrolyte verwenden, wird erwartet, dass die maximale Betriebstemperatur auf 300 ° C oder noch höher steigt. Gegenwärtig muss die Niedertemperaturleistung von Vollfeststoff-Lithiumbatterien mit großer Kapazität verbessert werden. Der Betriebstemperaturbereich bestimmter Batterien hängt hauptsächlich mit den Hoch- und Niedertemperatureigenschaften von Elektrolyten und Grenzflächenwiderständen zusammen.

(5) Elektrochemische Fensterbreite

Die Breite des Fensters für die elektrochemische Stabilität der Vollfeststoff-Lithiumbatterie wird wahrscheinlich 5 V erreichen, was für das Gaodianya-Elektrodenmaterial geeignet ist und zur weiteren Verbesserung der Energiedichte beiträgt. Gegenwärtig können Dünnschicht-Lithiumbatterien auf der Basis von Lithiumnitridphosphat bei 4,8 V arbeiten.

(6) Flexibilität

Vollfeste Lithiumbatterien können zu Dünnschichtbatterien und flexiblen Batterien verarbeitet und künftig in intelligenten tragbaren und implantierbaren medizinischen Geräten verwendet werden. Im Vergleich zu flexiblen Flüssigelektrolyt-Lithiumbatterien ist das Verpacken einfacher und sicherer.

(7) Bequemlichkeit der Genesung

Das Batterierecycling besteht im Allgemeinen aus zwei Methoden: Die eine ist nass und die andere trocken. Die Nassmethode besteht darin, die giftigen und schädlichen Flüssigkeitskerne im Inneren zu entfernen, und die Trockenmethode besteht darin, die wirksamen Inhaltsstoffe wie Fragmentierung zu entfernen. Der Vorteil von Vollfeststoff-Lithiumbatterien besteht darin, dass sie keine Flüssigkeiten an sich haben. Theoretisch sollte es also keine Abfallflüssigkeit geben, die relativ einfach zu handhaben ist.

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