“固态”电池通常被视为圣杯,即汽车电池的未来。但是他们到底是什么?为什么有人要关心汽车内部的电池是固体还是液体?本文的目的是阐明某些定义并阐明固体和液体的利弊,以及为什么这个讨论其实并不重要。

探讨固态电池的神话
▲ 图源 SES
上图显示了带有其组件的电池(为简单起见,我们使用了锂电池的通用示意图作为例子,这可以是锂离子或锂金属电池)。它主要有4个主要组成部分:阴极,隔膜,电解质,电解质和阳极。

4个组件的一些常见材料包括:


1.正极:氧化锂(LCO),镍镍锰钴氧化物(NMC),磷酸锂(LFP)
2.隔膜:聚乙烯(PE),聚丙烯(PP)
 3.电解质(固体和液体)

固态电解质

聚合物:聚乙烯(PEO)

无机氧化物:石榴石,llzo,Lisicon

硫化物:LGP

卤化物:Li6PSCL


液态电解液

盐:六磷酸锂(LIPF6),双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)、双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)

溶剂:乙烯碳酸酯(EC)、二甲基碳酸酯(DMC)、乙基甲基碳酸酯(EMC)、二甲氧基乙烷(DME)、离子液体 

添加剂:乙烯基碳酸酯(VC)、单氟乙烯碳酸酯(FEC) 配方类型:低浓度、高浓度、离子液体


 
4.负极:
锂离子:石墨,硅,石墨 - 硅候复合材料
Li-Metal:锂金属或锂基合金
固体或液体仅指电解质状态。电池几乎可以是4个组件的任何组合,例如“ LFP实心锂离子”或“ LFP液体Li-Metal”或“ NMC液体Li-ion”或“ NMC固体Li-Metal”等。电池可以分为4类:液态锂离子、固态锂离子、液态锂金属和固态锂金属。
因此,当有人说“固态”电池时,他们到底指的是哪个电池?上图显示,固体或液体不会影响能量密度。实际上是锂金属或锂离子决定了能量密度。例如,同种正极的固态锂离子与液态锂离子相比,并无能量密度提升,而液态锂金属则在能量密度上有显著提升,超过了液态和固态的锂离子。

存在一个刻板印象固态比液体更安全,尤其是与Li-Metal配对时。在1990年代可能是正确的。但最近液态电解质已经取得了巨大进展,高浓度的溶剂-盐体系、离子液体和其他液态方法显著提高了锂金属的安全特性。此外,锂金属或锂离子的安全性不仅仅取决于电解质是固态还是液态,还极大地取决于阴极材料的选择、电池容量、工程设计和许多其他因素。更进一步,固态锂离子和锂金属电池存在着长期未解决的制造和可扩展性挑战,固态电池仍然昂贵,仅限于小容量电池,它们有时也会起火。

SES曾经花了很多时间在“固态”这个词上。2012年成立名字是SolidEnergy,因为专注于固态锂金属,在2015年转向液态锂金属,并于2021年正式将公司名称从SolidEnergy改为SES,不再关注固态或液态。其一个汽车OEM曾说:“这有什么关系呢?谁会关心电池是固态还是液态?我们的用户关心成本、续航、快速充电、安全性和许多其他特性,但我敢打赌,他们不会在乎电池里是干砖还是湿毛巾。”

电池是一个复杂的系统,包括材料化学,细胞工程,健康监测算法等电解质设定了不必要的偏见,从而限制了我们创新的能力。真正的圣杯应该是锂金属,因为这使我们能够使我们令人印象深刻的能量密度增长,而不是固态。固体从根本上没有任何优势,与此同时,液体没有根本缺陷。该行业无法根据其固体或液体的阶段来区分电池。
转载 SES  Debunking the Myth of Solid-State Batteries
https://ses.ai/debunking-the-myth-of-solid-state-batteries/

探讨固态电池的神话

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活动推荐
2024年7月18日,由艾邦锂电网主办的固态/半固态电池产业链论坛将在苏州举办,欢迎大家参会和赞助会议。
会议议程
2024年7月17日(周三):14:00~18:00签到
2024年7月18日(周四):7:30~8:50签到;8:50~18:00 会议

会议议题(更新中)

        会议议题

  演讲单位

1

全固态电池研发进展

中科固能 吴凡 董事长/中科院教授

2

全固态电池工程化及制造装备探索

星楷科技 黄璟 总经理

3

功能型硫银锗矿电解质设计及固-固界面调控构筑高性能全固态电池

华中科技大学 余创 教授

4

专注“膜”材 工艺&设备 十六年

琥崧科技 龚本利 研究院院长

5

高性能低成本硫化物电解质规模化生产项目

万锂新材

6

全固态电池的商业化进程和未来预测

邀请中…

7

固态电解质三大技术路线产业格局

邀请中…

8

车用固态电池的开发及应用现状

邀请中…

9

低空飞行领域固态电池开发与应用

邀请中…

10

锂金属负极在全固态电池中的应用及其挑战

邀请中…

11

硫化物电解质的环境稳定性和成本问题

邀请中…

12

全固态电池制造工艺的技术难点

邀请中…

13

全固态电池在新能源汽车中的应用展望

邀请中…

14

全固态电池技术成熟度提升的关键因素

邀请中…

15

全固态与半固态电池技术的比较研究

邀请中…

16

如何解决全固态电池在低温环境下的性能问题

邀请中…

17

固态电池的集流体研究

邀请中…

18

正极材料超高镍技术研究进展

邀请中…

19

基于固态电解质的高容量层状氧化物

邀请中…

20

PVD技术在锂金属负极的应用

邀请中…

21

卤化物固态电解质的发展状况

邀请中…

22

粉体处理技术在固态电池制造中的应用与挑战

邀请中…

23

半固态电池用新型复合隔膜

邀请中…

24

叠层工艺的关键痛点和技术瓶颈

邀请中…

25

固态电池标准及测试评价技术研究

邀请中…


报名方式 
报名方式一:请加微信并发名片报名
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参会,赞助联系 
艾邦会务组-Mickey:18320865613(同微信)

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https://www.aibang360.com/m/100210?ref=172672
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原文始发于微信公众号(锂电产业通):探讨固态电池的神话

 
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。

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作者 808, ab

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