Análisis de las ventajas de la batería de litio totalmente sólida

En los últimos años, muchos fabricantes de automóviles han revelado planes para construir autos eléctricos basados en baterías de estado sólido. Por ejemplo, "Fisker solicitó una patente para una batería de litio de estado sólido, con una duración máxima de 800 km y una carga de 1 minuto", "Volkswagen planea desarrollar una batería de estado sólido de 1000 km" y otras noticias son comunes. ¿Cuál es la potencia de las baterías de estado sólido? ¿Qué tan lejos está de la aplicación práctica? Hablemos más específicamente sobre el estado y las perspectivas de las baterías de estado sólido.

¿Cuáles son las ventajas de las baterías de estado sólido?

En la actualidad, la competencia mundial por las celdas de energía es cada vez más feroz. Aunque las empresas chinas han ocupado la ventaja de la escala de mercado en esta ronda de competencia, empresas como Europa, Estados Unidos, Japón y Corea del Sur ya están haciendo arreglos para la siguiente etapa y son potenciales competidores poderosos. Muchos expertos pidieron sugerencias de que se debería prestar atención al desarrollo de baterías sólidas. Aunque las baterías de estado sólido aún se encuentran en la etapa experimental, todavía queda un cierto período de tiempo antes de la industrialización. Sin embargo, para aprovechar las alturas dominantes del desarrollo futuro, las empresas se han apresurado a desarrollar baterías de estado sólido y comercializar la demanda o promover la producción de baterías de estado sólido por adelantado.

De acuerdo con los objetivos técnicos establecidos en "Made in China 2025", la densidad de energía de las baterías de litio alcanzará los 300 Wh / kg en 2020, 400 Wh / kg en 2025 y 500 Wh / kg en 2030. Sin embargo, según la alta Ternario de níquel + materiales de electrodo negativo de sílice, la densidad de energía de la batería de litio existente es difícil de superar los 300 W / kg. La densidad de energía de las baterías de litio de estado sólido es aproximadamente de 2,5 a 3 veces mayor que la de las baterías de litio tradicionales, y elimina los posibles peligros de quemaduras, como la ruptura de la batería o las altas temperaturas.

La batería de litio totalmente sólida tiene una seguridad muy alta. Su electrolito sólido no es inflamable, no es corrosivo, no es volátil y tiene fugas. Al mismo tiempo, también supera el fenómeno de la dendrita de litio. La probabilidad de autoencendido de un automóvil equipado con una batería de litio completamente sólida se reducirá considerablemente.

Los materiales de electrolitos son el núcleo de la tecnología de baterías de litio totalmente sólidas. En la actualidad, la investigación sobre electrolitos sólidos se concentra principalmente en tres tipos principales de materiales: polímeros, óxidos y sulfuros. El polímero tiene un buen comportamiento a altas temperaturas y se ha comercializado. El ciclo del óxido tiene un buen rendimiento y es adecuado para estructuras flexibles de película delgada; El sulfuro tiene la conductividad más alta y es la dirección principal en el futuro.

Dado que las baterías de estado sólido tienen tantas ventajas, ¿por qué no promoverlas? Esto se debe a que los electrolitos sólidos tienen una alta resistencia y todavía quedan algunos problemas por resolver en términos de densidad de potencia. Es necesario comenzar con electrolitos sólidos y materiales de electrodos positivos y negativos. Hay muchos desafíos en conductividad, duplicación de baterías, eficiencia de fabricación de baterías y control de costos. Una vez que estos problemas se puedan resolver de manera efectiva, seguramente se lanzará una nueva revolución de baterías en el futuro.

En el desarrollo general de las baterías de estado sólido, los electrolitos pueden seguir el camino de líquido, semisólido, sólido a sólido y finalmente a sólido. El autor cree que el uso de electrodo positivo de níquel alto + electrolito cuasi-sólido + electrodo negativo de carbono de silicio para alcanzar 300 Wh / Kg para 2020, y el uso de electrodo positivo rico en litio + electrolito totalmente sólido + negativo de metal de silicio-litio batería para alcanzar 400 Wh / Kg para 2025, Fuel / Lithium / Air Cell alcanzó 500 W / Kg para 2030.

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