在新能源汽車行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天,電池技術(shù)作為核心驅(qū)動(dòng)力,正不斷經(jīng)歷著革新與突破。其中,汽車固態(tài)電池作為一種新興技術(shù),正逐步走進(jìn)我們的視野。那么,固態(tài)電池是什么材料做的?固態(tài)電池和鋰電池區(qū)別在哪?
一、固態(tài)電池的制作材料
其最大的特點(diǎn)在于使用了固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰電池中的液態(tài)電解質(zhì)。這一變革不僅提升了電池的安全性,還為其帶來了更高的能量密度和更長的循環(huán)壽命。
而且它的電解質(zhì)主要由聚合物(如聚環(huán)氧乙烷、聚碳酸亞丙酯等)、氧化物(如鋰鑭鋯鈦氧、鋰鋯硅磷氧等)或硫化物(如硫化鋰、鍺、磷、硅等)等材料構(gòu)成。這些材料的選擇直接影響固態(tài)電池的性能和應(yīng)用。不同國家和地區(qū)在固態(tài)電解質(zhì)的選擇上也有所不同,例如日本、韓國傾向于硫化物路線,歐洲則更偏愛聚合物路線,而美國則采取了多種路線并進(jìn)的策略。我國則在納米級(jí)氧化物材料和聚合物電解質(zhì)材料方面取得了顯著進(jìn)展。
除了電解質(zhì)外,它的正極材料也沿用了鋰電池中的磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元鋰等,其中高鎳多元材料和富鋰錳基材料因其優(yōu)異的性能而備受青睞。負(fù)極材料則主要以硅系負(fù)極材料為主,如納米硅碳負(fù)極、鋰碳復(fù)合負(fù)極等。
此外,在其中還會(huì)添加一些碳納米導(dǎo)電漿料、鋰鹽添加劑等以提高電池的性能。
二、固態(tài)電池與鋰電池的區(qū)別
1.電解質(zhì)
鋰電池使用液態(tài)電解質(zhì),而固態(tài)電池則使用固態(tài)電解質(zhì)。這一變革使得其在安全性上有了質(zhì)的飛躍,因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)不易燃,即使電池被刺穿也不會(huì)發(fā)生電解液泄漏、揮發(fā)或爆燃等風(fēng)險(xiǎn)。
2.安全性
由于固態(tài)電解質(zhì)的高機(jī)械強(qiáng)度和抑制鋰枝晶生長的能力,它在安全性上遠(yuǎn)超鋰電池。鋰電池在過度充放電、高溫或機(jī)械撞擊等情況下容易發(fā)生熱失控,而固態(tài)電池則能有效避免這一問題。
3.能量密度
其理論上具有更高的能量密度,可以達(dá)到目前三元鋰電池的兩倍。這意味著在相同的重量下,它可以實(shí)現(xiàn)更長的續(xù)航里程。然而,目前它的能量密度還未完全達(dá)到理論值,但仍在不斷提高中。
4.價(jià)格與成本
由于它的制造技術(shù)和原材料成本較高,其價(jià)格也相對(duì)較貴。但隨著技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)量的提升,其成本還有望逐漸降低。
5.循環(huán)壽命
它的循環(huán)壽命通常比鋰電池更長,可以進(jìn)行更多次的充放電循環(huán)。這有助于降低電池的使用成本,并延長電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。
就目前來看,固態(tài)電池正以其獨(dú)特的材料和卓越的性能,逐步改變新能源汽車行業(yè)的格局。雖然當(dāng)下市場(chǎng)的制造成本還相對(duì)較高,但隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和市場(chǎng)的不斷擴(kuò)大,相信在不久的將來,它終將成為新能源汽車領(lǐng)域的主流選擇。