世界各國先後制訂了高能量密度鋰電池的研發目標, 中國確定的技術目標是 2020 年鋰電池能量密度到 300Wh/kg, 2030 年能量密度達到 500Wh/kg. 全固態鋰電池能量密度可達 300~400Wh/kg, 其有望成為作為下一代高能量密度動力和儲能電池技術的重要發展方向.
固態鋰電池與傳統鋰電池一樣包括正極, 負極, 電解質, 工作原理也相同. 在電解質方面, 固態鋰電池採用聚合物, 無機物等固態電解質替代了傳統中的液態電解質 (有機電解液), 當前主要以 thioLISICON 硫化物, 氧化物, 聚合物和硼氫化鋰基等作為固體電解質.
高容量與高電壓的特性, 讓金屬鋰成為繼石墨與矽負極之後的 "最終負極". 為了實現更高的能量密度目標, 以金屬鋰為負極的電池體系已成為必然選擇. 鋰金屬負極在當前傳統液態電池體系難以實現, 固態電解質對於鋰金屬負極擁有更好的兼容性, 鋰金屬材料將在固態電池平台上率先應用.
動力電池系統需要先生產單體, 單體封裝完成後將單體之間進行串聯組裝. 若先在單體內部進行串聯, 則會導致正負極短路與自放電. 固態電池內部不含液體, 可實現先串並聯後組裝, 減少了組裝殼體用料, PACK 設計大幅簡化. BMS 等溫控組件將得以省去, 並可通過無隔膜設計進一步為電池系統 "減負".
由於電解液具有流動性, 在電池的外部形態, 內部結構設計方面, 都會受到一定的限制. 固體電解質減少了注液的步驟, 制備工藝簡化, 電池設計多樣化, 可以卷對卷生產, 同時可設計為柔性電池, 在未來可穿戴設備時代, 將有較大的空間.
固態鋰電池安全性及高能量密度的性能優勢突出, 同時提升了循環性和使用壽命, 設計彈性大等特點, 電解質材料是全固態鋰電池技術的核心. 電解質材料很大程度上決定了固態鋰電池的各項性能參數, 如功率密度, 循環穩定性, 安全性能, 高低溫性能以及使用壽命.
氧化物體系開發進展較快已有產品投入市場, 氧化物體系主要分為薄膜型與非薄膜型兩大類, 薄膜型主要採用 LiPON 這種非晶態氧化物作為電解質材料, 而非薄膜型則指除 LiPON 以外的晶態氧化物電解質, 包括 LLZO, LATP, LLTO 等, 其中 LLZO 是當前的熱門材料綜合性能優異.
根據 SPIR 預測 2020 年全球鋰電池產值將達到 3436 億元, 結構上看消費電子類需求緩增長, 新能源動力需求爆發增長帶動產業快速發展, 此外儲能市場的巨大潛力正逐步釋放. 一旦固態電池的逐步推廣應用, 固態電池產業將充分享受市場紅利, 成為鋰電行業的爆發點.
固態電池行業成長曲線料將獲指數級增長, 工業化大批量生產將使成本問題迎刃而解, 傳統鋰電的降本邏輯有望得到複製. SNE research 的動力電池出貨量預測, 若固態電池能在 2022 年實現市場化並逐步提升滲透, 2025 年固態電池在動力電池中的市場空間大約能達到 60 億元左右.
Fisker 去年為一款具備彈性且能量密度超優的固態電池申請專利, Fisker 新開發的固態電池將具備 3D 立體電極, 能量密度是鋰電池的 2.5 倍, 單次充電時間可低至 1 分鐘, 且每次充飽電就可讓電動車行駛超過 800 公里的距離! Fisker 聲稱 2023 年就可供應電動車?
固態鋰電池與傳統鋰電池一樣包括正極, 負極, 電解質, 工作原理也相同. 在電解質方面, 固態鋰電池採用聚合物, 無機物等固態電解質替代了傳統中的液態電解質 (有機電解液), 當前主要以 thioLISICON 硫化物, 氧化物, 聚合物和硼氫化鋰基等作為固體電解質.
高容量與高電壓的特性, 讓金屬鋰成為繼石墨與矽負極之後的 "最終負極". 為了實現更高的能量密度目標, 以金屬鋰為負極的電池體系已成為必然選擇. 鋰金屬負極在當前傳統液態電池體系難以實現, 固態電解質對於鋰金屬負極擁有更好的兼容性, 鋰金屬材料將在固態電池平台上率先應用.
動力電池系統需要先生產單體, 單體封裝完成後將單體之間進行串聯組裝. 若先在單體內部進行串聯, 則會導致正負極短路與自放電. 固態電池內部不含液體, 可實現先串並聯後組裝, 減少了組裝殼體用料, PACK 設計大幅簡化. BMS 等溫控組件將得以省去, 並可通過無隔膜設計進一步為電池系統 "減負".
由於電解液具有流動性, 在電池的外部形態, 內部結構設計方面, 都會受到一定的限制. 固體電解質減少了注液的步驟, 制備工藝簡化, 電池設計多樣化, 可以卷對卷生產, 同時可設計為柔性電池, 在未來可穿戴設備時代, 將有較大的空間.
固態鋰電池安全性及高能量密度的性能優勢突出, 同時提升了循環性和使用壽命, 設計彈性大等特點, 電解質材料是全固態鋰電池技術的核心. 電解質材料很大程度上決定了固態鋰電池的各項性能參數, 如功率密度, 循環穩定性, 安全性能, 高低溫性能以及使用壽命.
氧化物體系開發進展較快已有產品投入市場, 氧化物體系主要分為薄膜型與非薄膜型兩大類, 薄膜型主要採用 LiPON 這種非晶態氧化物作為電解質材料, 而非薄膜型則指除 LiPON 以外的晶態氧化物電解質, 包括 LLZO, LATP, LLTO 等, 其中 LLZO 是當前的熱門材料綜合性能優異.
根據 SPIR 預測 2020 年全球鋰電池產值將達到 3436 億元, 結構上看消費電子類需求緩增長, 新能源動力需求爆發增長帶動產業快速發展, 此外儲能市場的巨大潛力正逐步釋放. 一旦固態電池的逐步推廣應用, 固態電池產業將充分享受市場紅利, 成為鋰電行業的爆發點.
固態電池行業成長曲線料將獲指數級增長, 工業化大批量生產將使成本問題迎刃而解, 傳統鋰電的降本邏輯有望得到複製. SNE research 的動力電池出貨量預測, 若固態電池能在 2022 年實現市場化並逐步提升滲透, 2025 年固態電池在動力電池中的市場空間大約能達到 60 億元左右.
Fisker 去年為一款具備彈性且能量密度超優的固態電池申請專利, Fisker 新開發的固態電池將具備 3D 立體電極, 能量密度是鋰電池的 2.5 倍, 單次充電時間可低至 1 分鐘, 且每次充飽電就可讓電動車行駛超過 800 公里的距離! Fisker 聲稱 2023 年就可供應電動車?
輝能固態電池 獲CES創新獎
回覆刪除https://www.chinatimes.com/newspapers/20180117000344-260210
固態電池突破性發展 三星、戴森等大公司挹注資金6500萬美元
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固态电池大战一触即发 日本专家怎么看?
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日本举国研发全固态电池的原因为何？
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歐系汽車大廠投資概念電池 ！ 固態鋰電池將推出？
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Dyson預計2020年推出純電動車採用固態電池技術
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牢牢掌握固态电池首发权？已经转世一次的 Fisker 到底憋了什么大招？
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康那香 研發出全固態鎂電池
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興能高布局固態電池技術
回覆刪除https://www.chinatimes.com/newspapers/20181206001240-260210