国产精品一区二区视频-亚洲狠狠爱-久久久久女人精品毛片九一-99资源站-午夜神马福利-极品尤物一区二区三区-羞羞的视频网站-欧美三区四区-污污网站免费-乱色精品无码一区二区国产盗-国产黄色在线看-国产成人亚洲精品-国产欧美一区二区三区四区-一品毛片-凹凸精品熟女在线观看

檢視液態鋰電池3大失效現象 固態電池應該如何填補缺口

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2019年03月05日  

導語:鋰電池的進化即將觸及理論上的極限。而且除了安全隱患、難以提升能量密度等老生常談外,細看電芯內部的結構與化學反應,可以發現鋰電池有更多的退化現象,因此產業對于固態電池的發展越發重視,本文期望透過固態電解質的穩定性與安全性找到鋰電池的突破口。

本文來源:高工鋰電技術與應用微信號weixin-gg-lbte

檢視鋰電池在循環過程中發生的負反應,我們可以將這些反應的影響歸納為三大電池退化情形并觀察固態解質對退化現象的影響:

一、容量損失

在循環過程中,因正負極的體積膨脹或收縮,SEI膜將產生裂異并持續增生,SEI膜的增生過程會消耗活性鋰,導致電池整體容量下降及內阻提升。

此外,在充電時,正極處于高氧化狀態,容易發生還原相變,骨架中的過渡金屬如鈷離子析出至電解液,并擴散到負極,催化SEI膜進一步生長,導致活性鋰被消耗的情形發生,同時因正極結構被破壞,造成可逆容量損失。

負極方面,充電時負極的電位變低,Li+從正極擴散并嵌入至負極,當溫度過低或充電電流過大,造成金屬鋰的嵌入速度降低,直接析出于負極表面,極化效應更劇,除造成活性鋰的損失、內阻增加外,更會形成致命的「鋰枝晶」,長久下來將造成內短。

理論上全固態電池作用時離子本身不移動,故不可逆反應將減少,若采用與鋰電化學穩定的固態電解質,SEI及電解液劣化等問題亦能減緩,能有效降低鋰離子在充放電過程中耗損而造成容量衰退的幅度,更能減少或抑制鋰枝晶的產生,例如氧化物電解質中石榴石結構的鋰鑭鋯氧(LLZO)便有絕佳的化學穩定度,而固體聚合物電解質仍是以鋰鹽及高分子基質組成,因此化學穩定性比起液態聚合物電解質差距不大。

對于容量衰退的問題,提升能量密度是另一降低使用者不便性的解法方,若當電池整體容量能大幅躍升,即使損失部分容量,相對較大的剩余容量仍可支撐裝置的運作,而固體電解質的高安全性及穩定性能容許鋰電池采用高活性、高能量密度的負極材料,鋰金屬的理論容量密度可以達到3,830mAh/g、硅負極材料可達4200mAh/g,較鋰碳層化合物高出十倍左右,讓動力電池能量密度國標:2020年300Wh/kg、甚至2025年的400Wh/kg的達成提前現出曙光。

目前固態電池業界進行鋰金屬或全硅負極先導研究的主要有法國Bolloré、韓國SDI及臺灣輝能,市場預估在2022年消費者能使用到此類高能量電池。

二、體積膨脹

體積增加主要導因于在充電中的正極屬高氧化態,晶格內的游離氧容易析出后與電解液發生氧化反應,產生二氧化碳及氧,在一次次的充放電循環中漸漸造成鼓脹,而在電壓高于4.35V(三元系)以上或高溫環境下加速電解液的分解,造成電芯不斷膨脹,輕則影響裝置內的組件配置,重則導致電芯結構受損而起火爆炸。

固體電解質則因前述的化學穩定性而不易與正極發生氧化作用,能減緩電解質分解、氣化的速率,大幅降低體積膨脹的程度,除此之外,固體電解質能夠承受超過5V以上的電壓而不分解,使得內部串聯技術不再是遙不可及。

事實上,單電芯電壓的提升便能省去部分BMS及分流器,大幅提升模塊能量密度與成本,早已吸引日產汽車等企業投入研發超過十年,卻遲遲無法克服電解液在高壓下分解的問題。

而固態電池陣營已實現了此技術,今年初輝能科技在美國CES上發表BiPolar+電池包技術,直接于封裝材內堆棧極層,單一電芯已可達到85.2伏、20度電以上,只需要四顆電芯就能驅動整車,因此省去大量連接線材,將電池包體積縮小了五成。

圖一、輝能科技固態電池包

三、熱失控

熱失控是鋰電池危害程度最高且難以預測的風險,當電芯受到外力破壞引起短路或內部發生短路、過充情況時,電芯內部的溫度便隨之上升,一旦升至130度,SEI膜便開始崩解,并造成有機電解液直接與高活性正負極接觸,因而大量發生分解放熱反應,導致溫度與內壓提速上升、大量氣體產生造成電池快速膨脹,到達臨界溫度后正極崩解,釋放出更多熱能及氧氣,諸多因素迭加后造成升溫、分解、放熱的連鎖反應加劇,終至起火爆炸。

若將原本在150度左右便開始產生大量易燃氣體與熱能的聚合物電解液與隔離膜更換成在高溫下氣化較慢且不易燃的『固體電解質』,便能阻斷熱失控的連鎖反應,避免起火爆炸事故的發生,如同從釜底抽薪,不過,不同電解質體系的熱穩定性有著不小差距,例如氧化物陶瓷電解質的燃點在千度以上,能完全阻斷熱失控反應;而固態聚合物電解質大約在280度就會開始崩解,熱穩定性最差,目前尚未見到固體聚合物電池在三百度以上仍維持穩定的測試紀錄。

1.jpg

圖二:電芯內部熱失控分解放熱過程

從上述鋰電池失控過程中可看出,大部分的副反應來自于有機電解液在化學及高溫下的不穩定性,即便不時能見到極層的絕熱保護涂層、阻燃添加劑的研發,仍是治標不治本,這也是近年來市場焦點逐漸由三元系電池轉移至固態電池研發的原因,利用固態電解質的穩定性創造高安全性、電池壽命更長、續航里程更加理想的新能源車,突破數十年來鋰電池所面對的發展屏障,提升電動車對燃油車的取代性。

另外,電動車輛分標委組織于去年發布了安全性國標<電動汽車安全要求>的征求意見稿,其中對熱管理、零部件阻燃的設計及測試方法都提出了建議或規范,在市場與政策的推動下,行業的安全規范與控管體系正日趨完備,期望新能源車能夠早日達到本質上的穩定與安全,為駕駛與乘客的生命財產提供保障,更替我國潔凈能源的發展增添助力。

相關產品

主站蜘蛛池模板: 久久99精品久久久 | 好吊妞视频一区二区三区 | 一区在线不卡 | 艳妇乳肉豪妇荡乳av无码福利 | 影音先锋中文字幕人妻 | 老太婆av| 天天干在线观看 | 91香蕉视频在线看 | 香蕉视频一区二区三区 | 亚洲系列中文字幕 | 九九热免费视频 | 污污视频在线看 | 日本加勒比一区 | 国产麻豆剧传媒精品国产av | 国产午夜在线观看 | 中文字幕在线不卡视频 | 欧美夜夜骑 | 国产欧美日韩在线 | 无码一区二区三区 | 亚洲区第一页 | 欧美狂猛xxxxx乱大交3 | www网站在线免费观看 | 偷看洗澡一二三区美女 | 日韩精品免费看 | 亚洲精品乱码久久久久 | bt天堂av | 亚洲天堂区 | 91久久久久久久久久久久 | 男人天堂avav | 韩国美女主播跳舞 | 日本h在线 | 麻豆精品在线视频 | 91插插视频| 丝袜老师办公室里做好紧好爽 | 91在线精品视频 | 九色91popny蝌蚪 | www.欧美精品 | 国产国拍精品亚洲 | 精品无码av一区二区三区 | 国产视频一区在线播放 | 网站国产| 精品伦精品一区二区三区视频密桃 | 欧美人妻精品一区二区免费看 | 蜜臀99久久精品久久久久小说 | 国产一级啪啪 | 91丝袜国产在线观看 | 久久精品国产99精品国产亚洲性色 | 青草一区二区 | 欧美不卡高清 | 在线色网站| www.啪啪.com | 免费一级欧美片在线播放 | 全部免费毛片在线播放一个 | 蜜桃av网站| 国产又大又黑又粗免费视频 | 成人app在线 | 免费看h网站 | 波多野结衣在线 | 清清草视频 | 久久av一区二区三区 | 欧美日韩专区 | 午夜视频在线免费看 | 青青草娱乐在线 | 精品久久久久久无码国产 | 国产午夜亚洲精品午夜鲁丝片 | 欧美日本一区 | 糖心logo在线观看 | 亚洲国产欧美在线 | 欲乱美女| 国产日韩精品在线观看 | 国产精品久久久久久久久借妻 | 激情免费视频 | 国产手机在线播放 | 亚洲春色另类 | 日韩大片免费观看视频播放 | 亚洲自拍偷拍第一页 | 能看的av网站 | 男女做爰猛烈高潮描写 | 五月婷婷爱爱 | 欧美午夜激情视频 | 最新日韩三级 | 日韩有码电影 | 成人在线免费播放视频 | 日本久久一区 | 中文字幕在线亚洲 | 国产剧情精品 | 日本学生初尝黑人巨免费视频 | 久久久视频在线 | 天天色天天射天天干 | 欧美激情视频一区二区三区在线播放 | 亚洲 在线 | 国产小视频免费观看 | 中文字幕xxxx | 三上悠亚一区二区三区 | 茄子视频懂你更多在线观看 | av片免费观看 | 亚洲av无码一区二区三区在线 | 成年人免费在线观看 | 欧美三级a |