固态电池:能否取代锂电池,突破电化学储能技术瓶颈?

科技工作者之家 2020-08-13

来源:科学出版社

固态电池

全固态电池是目前行业公认有望突破电化学储能技术瓶颈,满足未来发展需求的新兴技术方向之一。相对目前广泛使用的基于液体电解质的锂离子电池,全固态电池有望实现更高的能量密度、功率密度、循环寿命以及安全可靠性。 wt_a22322000813080109_5266a9.jpg

随着人类迈入 21 世纪第三个十年,以 5G 通信为代表的新一代移动通信技术正在帮助我们加速构建一个万物互联、信息泛在、算法制胜的智能化社会,全球进入一个新的高速发展阶段。这对未来能源供给特别是先进储能技术提出了巨大挑战。据移动通信专家估计,5G 通信基站的能源消耗是 4G 的 9 倍,而 6G 通信基站则要求能源系统的寿命至少达到 20 年。另外,交通电气化是实现未来能源和环境可持续发展的重要途径,已经成为全球各国重点发展的领域,也推动了动力电池技术的快速发展。此外,能源清洁化和电网智能化进程正快速推进,对大规模、低成本储能提出了巨大需求。锂离子电池等电化学储能技术,在现代社会中扮演着日益重要的角色,但是在能量密度、功率密度、安全性以及经济性等方面进一步改进的空间越来越有限,难以满足未来各个领域快速增长的储能需求。

固态电池和基于液态或凝胶态电解质的锂离子电池相比,在安全性和热稳定性方面优势显著,且有潜力实现更高的能量密度和功率密度。因此,对于电动汽车、家庭储能、新能源电站储能、可移动设备电源等应用场景,固态电池均是理想的储能技术解决方案。

薄膜固态电池已在一些不要求电池具有很大容量的领域实现了成功的商业化应用。这些薄膜固态电池产品在实际应用工况下可稳定循环数万次,表现出优异的结构和化学稳定性。而且,全固态薄膜电池中可使用比能量很高的金属锂负极,电池在集成器件中的质量比能量极高。

来源:sciencepress-cspm 科学出版社

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