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電解質(zhì)特征有哪些

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2024/02/19 21:30

如果后續(xù)性能參數(shù)和成本控制能力取得有效進(jìn)展，那么市場(chǎng)空間會(huì)逐步擴(kuò)大，乃至成為鋰電池的關(guān)鍵技術(shù)路線(xiàn)。估計(jì)到2025年，各種類(lèi)型的固態(tài)鋰離子電池有可能實(shí)現(xiàn)10GWh+的年出貨量，對(duì)應(yīng)市場(chǎng)規(guī)模或達(dá)千億元。各類(lèi)材料也有可能在各自細(xì)分市場(chǎng)開(kāi)疆拓土。

那么新能源汽車(chē)電池應(yīng)該怎么選呢？首先我們要知道電池是由正極和負(fù)極材料組成的電池物質(zhì)，它們按化學(xué)性質(zhì)又可分為電解質(zhì)電池和隔膜電池兩大類(lèi)。1、電解質(zhì)電池電解質(zhì)電池是由電解質(zhì)和隔膜組成的電池，電解質(zhì)電池是指直接在電極表面發(fā)學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電能，通過(guò)電解質(zhì)離子的移動(dòng)把電能從電解質(zhì)傳遞到隔膜上去，并將電能儲(chǔ)存起來(lái)。電解質(zhì)可分為無(wú)機(jī)電解質(zhì)和有機(jī)電解質(zhì)兩類(lèi)：無(wú)機(jī)電解質(zhì)又分為鋰電池和鎳氫電池，鋰電池又可以分為磷酸鐵鋰和三元鋰電池；電解質(zhì)可以是固體電解質(zhì)，也可以是液體電解質(zhì)、液態(tài)電解質(zhì)。

鋰離子也是如此。鋰離子在液體電解質(zhì)中遷移很快，但在固體中很難遷移。鋰離子的遷移困難意味著電阻增加和電池電量降低：想象一下，充電兩小時(shí)就能通話(huà)五分鐘？

圖3鋰離子電化學(xué)電池中涉及的能級(jí)圖。紅色、藍(lán)色和綠色虛線(xiàn)分別對(duì)應(yīng)于負(fù)極中鋰的化學(xué)勢(shì)、正極中鋰的化學(xué)勢(shì)和電解質(zhì)電壓窗的典型位置。V_OP指電池的開(kāi)路電壓；μ指化學(xué)勢(shì)。

過(guò)渡路線(xiàn)——半固態(tài)電池由此進(jìn)入行業(yè)視野。它使用了固液混合的電解質(zhì)，比如將固態(tài)電解質(zhì)浸泡在液態(tài)電解質(zhì)之中，以提升正負(fù)極、電解質(zhì)接觸的緊密性，解決離子在正負(fù)極間的運(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

半固態(tài)路線(xiàn)仍然會(huì)使用隔膜與液態(tài)電解液，通過(guò)減少電池內(nèi)部液態(tài)電解質(zhì)的含量可在一定程度上提升電池比能量和性，其制備方法大部分沿用傳統(tǒng)鋰離子電池工藝與裝備技術(shù)。

放電特性佳：聚合物電池采用膠體電解質(zhì)，相比液態(tài)電解質(zhì)，膠體電解質(zhì)具有平穩(wěn)的放電特性和更高的放電平臺(tái)。

目前，固態(tài)鋰離子導(dǎo)體作為核心材料已取得突破，但其綜合性能仍無(wú)法滿(mǎn)足大規(guī)模儲(chǔ)能需求。鋰離子在固體電解質(zhì)中的傳輸阻抗較高，剛性界面接觸面積較小，充放電過(guò)程中電解質(zhì)體積變化容易破壞界面穩(wěn)定性。

氧化鋯固體電解質(zhì)濃差電池的組裝及應(yīng)用實(shí)驗(yàn)?zāi)康墓腆w電解質(zhì)濃差電池是七十年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)。不僅廣泛用于金屬液的直接定氧，

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