固態(tài)電池比鋰離子電池好嗎?(9個差異)
固態(tài)電池比鋰離子電池好嗎?這是互聯(lián)網(wǎng)上被問得最多的問題之一。通常預(yù)計(jì)固態(tài)電池的性能優(yōu)于鋰離子電池。固態(tài)電池被認(rèn)為是下一代電池。因此,它們被設(shè)計(jì)成鋰離子電池和其他傳統(tǒng)電池的替代品。
盡管鋰離子電池在當(dāng)前應(yīng)用中被廣泛使用,但固態(tài)電池似乎更安全、更高效。在這篇文章中,我們將比較固態(tài)電池和鋰離子電池,并詳細(xì)討論它們。
固態(tài)電池比鋰離子電池好嗎?(簡答)是的,固態(tài) 電池在安全性、重量、尺寸、能量密度、應(yīng)用和熱穩(wěn)定性等方面遠(yuǎn)優(yōu)于鋰離子電池。
與鋰離子電池相比,固態(tài)電池更穩(wěn)定,體積更小。因此,它們可用于移動電源應(yīng)用、船舶、飛機(jī)和其他電動車輛。固態(tài)電池的主要優(yōu)點(diǎn)是它們使用固體電解質(zhì),這是一種易燃成分。因此它們不易著火,可用于心臟起搏器和除顫器等醫(yī)療設(shè)備。
固態(tài)電池的壽命也比鋰離子電池長。因此,綜合考慮各方面因素,固態(tài)電池優(yōu)于鋰離子電池。
鋰離子電池是手機(jī)、筆記本電腦等許多應(yīng)用的熱門選擇,因?yàn)?/span>固態(tài)電池目前處于研發(fā)階段。
現(xiàn)在讓我們詳細(xì)看看它們之間的區(qū)別。
什么是固態(tài)電池?
固態(tài)電池是一種電池技術(shù),它用固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的鋰離子電池,同時也起到隔膜的作用。代替碳/硅陽極(用于傳統(tǒng)鋰離子電池),鋰金屬陽極用于固態(tài)電池。
鋰金屬負(fù)極比傳統(tǒng)負(fù)極具有更高的能量密度,因此電池在相同體積內(nèi)儲存了更高的能量。 工業(yè)機(jī)械領(lǐng)域和 電動汽車領(lǐng)域正在密切關(guān)注它們的發(fā)展和到來。
什么是鋰離子電池?
鋰離子電池是一種鋰離子在電極之間移動的可充電電池。鋰離子電池具有陽極、陰極、隔膜和電解質(zhì)。隔板將陰極和陽極分開,而液體電解質(zhì)溶液為離子流動創(chuàng)造了導(dǎo)電路徑。
鋰離子電池由于使用液體電解質(zhì)溶液,因此具有較高的損壞機(jī)會,例如溫度變化引起的火災(zāi)爆炸或外力產(chǎn)生的泄漏。
鋰離子電池用于許多產(chǎn)品,例如電子產(chǎn)品、無線耳機(jī)、小型和大型家電、電動汽車和電能存儲系統(tǒng)。
固態(tài)電池和鋰離子電池有什么區(qū)別?
與傳統(tǒng)的鋰離子電池相比,固態(tài)電池技術(shù)有可能在以下方面提高電池性能:
能量密度(通過更換碳或硅陽極)
快速充電(因?yàn)樗透邷兀?/span>
壽命更長(固態(tài)電解質(zhì)比液態(tài)電解質(zhì)劣化更慢)
提高安全性(通過消除鋰離子電池中的易燃有機(jī)多孔隔膜和有機(jī)電解質(zhì)材料)。
固態(tài)電池 | 鋰離子電池 |
它使用固體電解質(zhì) | 它使用液體電解質(zhì) |
它具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性 | 熱穩(wěn)定性差 |
它提供高能量密度 | 與固態(tài)電池相比,它提供了更低的能量密度 |
在廣泛的溫度范圍內(nèi)具有高離子電導(dǎo)率 | 只有在室溫下才具有高離子電導(dǎo)率 |
它使用不揮發(fā)、不易燃的成分作為電解質(zhì),因此它們是安全的 | 它使用易燃成分作為電解質(zhì),會引起火災(zāi)和損壞 |
自放電(每月電荷損失)較低 | 自放電相對較高,因此會縮短保質(zhì)期 |
無SEI(Solid Electrolyte Interface)層形成,因此擁有更長的生命周期 | 存在影響其生命周期的 SEI(固體電解質(zhì)界面)層 |
它具有很高的耐熱性,因此可以進(jìn)行快速充電 | 鋰離子的充電相對較慢 |
它沒有結(jié)構(gòu)上的限制,可以做得更小、更薄等。 | 由于它使用液體電解質(zhì),因此由于液體泄漏而具有結(jié)構(gòu)限制, |
哪個更安全?(固態(tài)或鋰離子)
固態(tài)電池比鋰離子電池更安全。因?yàn)楣虘B(tài)電池使用的是固態(tài)電解質(zhì)(不易燃),而鋰離子電池使用的是液態(tài)電解質(zhì)(易燃)。
液體電解質(zhì)含有容易蒸發(fā)的溶劑。即,它們不能承受高溫環(huán)境。
鋰離子電池很容易短路,因?yàn)殛枠O和陰極可以通過液體電解質(zhì)直接接觸。所以有必要在它們之間使用一個分隔符。而固態(tài)電池由于正極和負(fù)極被固體隔開,不易短路,而且由于使用了耐熱性高的電解液,因此可以承受更高的溫度。這樣一來,固態(tài)電池就更安全了。
為什么固態(tài)電池沒有被廣泛接受?(面臨的挑戰(zhàn))
固態(tài)電池目前處于研發(fā)階段。許多初創(chuàng)公司都在致力于固態(tài)電池的開發(fā)。因?yàn)閷ふ腋咝阅艿墓腆w電解質(zhì)材料仍然是一項(xiàng)艱巨的任務(wù)。下面我們來看看目前固態(tài)電池發(fā)展面臨的挑戰(zhàn):
電池的電極和電解質(zhì)需要緊密接觸才能正常工作。但是在固態(tài)電池中,很難保持緊密接觸,因?yàn)樗?/span>在固態(tài)電解質(zhì)上的固態(tài)電極。
開發(fā)固體電極以儲存更多能量仍然是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。
固態(tài)電池的制造過程不同于傳統(tǒng)電池技術(shù)。因此,適應(yīng)新技術(shù)可能需要一些時間。
幾家公司正在積極致力于開發(fā)固態(tài)電池,有望提高鋰離子電池的性能。另一方面,鋰離子電池在廣泛的應(yīng)用中得到積極應(yīng)用。
結(jié)論——固態(tài)電池比鋰離子電池好嗎?
鋰離子電池正在達(dá)到其可能的能量密度的極限,同時對更有效的能量存儲的需求也在增加。固態(tài)電池的設(shè)計(jì)可以克服這些傳統(tǒng)電池的缺點(diǎn),將我們帶入一個全新的儲能時代。
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