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使用固态电解质代替液态电解质的固态电池的一般分析
精密电阻 2021-10-28
人类社会的进步离不开社会各方面的努力,各种电子产品的升级离不开设计师的努力。实际上,许多人不了解诸如固态电池之类的电子产品的组成。二次电池的发展已从早期的铅酸电池发展到后来的镍镉和镍氢电池,再到商业二次锂离子电池和钠硫电池以存储电网能量。锂电池使用锂作为能量传输的存储介质。锂的轻量级和低氧化还原电势使锂离子电池比其他类型的电池获得更高的输出电压和能量密度。用固体电解质代替液体电解质是获得具有高能量密度,安全性和长寿命的所有固态电池的基本方法。全固态电池可以避免液体电解质的负面影响,并提高电池安全性和使用寿命。因此,固态电池研究已成为今年锂电池的流行方向。固态电池是液体电池等大型电池(包括主流的磷酸铁锂,三元,钛酸锂等)的总称。核心功能是使用固体电极和固体电解质。传统的液态锂电池也被生动地称为“摇椅电池”。由科学家。摇椅的两端是电池的正极和负极,中间是电解液(液体)。锂离子就像一个出色的运动员,在摇椅的两端来回奔跑。在锂离子从正极移动到负极然后又移动到正极的过程中,完成了电池的充电和放电过程。固态电池的原理是相同的,区别在于其电解质是固体,其密度和结构允许更多的带电离子聚集在一端,传导更多的电流,然后增加电池容量。因此,在相同功率下,固态电池的体积将变小。不仅如此,由于固态电池中没有电解质,因此更易于密封。当用在诸如汽车的大型设备中时,不需要添加额外的冷却管,电子控制装置等,这不仅节省了成本,而且有效地减轻了重量。使用固体电解质代替液体电解质可以将正极和负极之间的距离缩短至仅几至十微米,从而大大减小了电池的厚度。因此,全固态电池技术是遵循电池小型化和薄膜化的唯一方法。不仅如此,许多通过物理/化学气相沉积(PVD / CVD)制备的全固态电池的总厚度可能仅为数十微米,因此它们可以制成非常小的功率器件并集成到MEMS中。 (微机电系统)。在该领域。制造非常小的电池的能力也是所有固态电池技术的主要特征。它可以促进电池在各种新型小型智能电子设备中的应用,这时传统的锂离子电池技术很难实现。固体电解质是不易燃,不腐蚀,不挥发的,并且没有泄漏问题。在传统锂电池的充电和放电过程中,锂树枝状晶体的生长很容易刺穿隔膜,导致电池短路并构成安全隐患。固体电解质是不易燃,不腐蚀,不挥发的,并且不存在液体泄漏的问题。它还克服了锂枝晶现象,因此全固态电池具有极高的安全性。功能化全固态电池的潜力远远超过上述柔性电池。在优化电池材料结构之后,可以将它们制成透明电池或拉伸范围高达300%的可拉伸电池,也可以将它们与光伏设备集成在一起以生成集成的蓄电设备。全固态电池为功能创新应用提供了许多前景。在这方面,研究人员和工程师的想象力将带给我们越来越多的惊喜。这是电压平台的改进,电池的能量密度将增加。有机电解质的电化学窗口有限,并且难以与锂金属阳极和新开发的高电势阴极材料兼容。但是,固体电解质通常比有机电解质具有更宽的电化学窗口,这有助于进一步提高能量密度。