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固态锂离子电池的分类和主要参数解析

来源: 中电网
2021-01-27
类别:技术信息
eye 7
文章创建人 拍明

原标题:固态锂离子电池的分类和主要参数解析

固态锂离子电池根据电解质的不同状态可以分为多种类型,每种类型都有其独特的特点和主要参数。以下是对固态锂离子电池的分类和主要参数的详细解析:

一、分类

  1. 液态锂电池:电芯在制造过程中只含有液态电解质,不含有固态电解质。这包括液态锂离子电池和液态金属锂电池。尽管它们不属于严格意义上的固态电池,但它们是固态电池发展的基础。

  2. 凝胶电解质锂电池:属于液态锂离子电池范畴,电芯中液态电解质以凝胶电解质形式存在,不含固态电解质。这种电池在性能上有所提升,但仍未完全摆脱液态电解质的束缚。

  3. 半固态电池:电芯中固态电解质和液态电解质均存在,但液态电解质的质量或体积比例相对较大。电解液含量占比通常在5%~10%之间。半固态电池是液态锂电池向全固态电池过渡的重要阶段。

  4. 准固态电池:电芯中固态电解质的质量或体积占比较大,同时含有少量液态电解质。电解液含量占比通常在0%~5%之间。准固态电池在性能上更接近全固态电池,但制造成本和技术难度相对较低。

  5. 混合固液锂电池:电芯中同时存在液态电解质和固态电解质,这种电池结合了液态和固态电解质的优点,但制造成本和技术难度也相对较高。

  6. 全固态电池:电芯完全由固态电极和固态电解质材料构成,不含任何质量及体积分数的液态电解质。全固态电池具有更高的能量密度、更好的安全性和更长的循环寿命,是未来固态电池发展的重要方向。

此外,根据电解质材料的不同,固态锂离子电池还可以进一步细分为聚合物基固态电池、硫化物基固态电池和氧化物基固态电池等。

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二、主要参数

  1. 能量密度:表示电池单位体积或单位重量所能存储的能量。固态锂离子电池的能量密度通常高于液态锂离子电池,尤其是全固态电池的能量密度更高。

  2. 功率密度:表示电池单位体积或单位重量所能输出的功率。高功率密度意味着电池能够更快地充放电,满足高功率应用的需求。

  3. 循环寿命:电池在充放电循环过程中的使用寿命。固态锂离子电池的循环寿命通常较长,尤其是全固态电池,因为固态电解质能够减少锂枝晶的生成,从而提高电池的安全性。

  4. 安全性:固态锂离子电池的安全性通常优于液态锂离子电池。因为固态电解质不易燃易爆,且能够减少锂枝晶的生成,从而降低电池短路和爆炸的风险。

  5. 工作温度范围:电池能够正常工作的温度范围。固态锂离子电池的工作温度范围通常较宽,能够在低温或高温环境下正常工作。

综上所述,固态锂离子电池具有多种类型,每种类型都有其独特的特点和主要参数。在选择固态锂离子电池时,需要根据具体的应用需求和性能要求来选择合适的类型。


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