半固態(tài)電池的優(yōu)勢
半固態(tài)電池是一種新型的鋰電池,其工作原理與傳統(tǒng)的液態(tài)電池不同。在半固態(tài)電池中,電解質(zhì)是半固態(tài)的,也就是固態(tài)電解質(zhì)超過50%,但未達(dá)到100%。這意味著半固態(tài)電池延續(xù)了液態(tài)鋰離子電池的正負(fù)極和隔膜等材料,但電解液采用了固液混合物的方案。
與之相對的是固態(tài)電池,該電池使用固體電極和固體電解質(zhì),主要分為聚合物、氧化物與硫化物三類。它具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)的特性,并且全固態(tài)電池完全使用固態(tài)電解質(zhì)替代電解液。
盡管全固態(tài)相比半固態(tài)電池性能更好,但目前還面臨著一些問題。比如固態(tài)電池的制造需要解決固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的界面阻抗問題,保證電解質(zhì)和電極之間的良好接觸,這需要先進(jìn)的制備工藝和控制技術(shù)。
同時(shí),固態(tài)電池的穩(wěn)定性要求非常高,因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)不會像液態(tài)電解質(zhì)那樣流動和彌散,因此需要采取特殊的設(shè)計(jì)和控制方法來保證電池的穩(wěn)定性。此外,固態(tài)電池的能量密度和充電速度也需要進(jìn)一步提高。
因此,現(xiàn)階段半固態(tài)電池相對于全固態(tài)電池具有更明顯的優(yōu)勢。由于半固態(tài)電池仍然使用液態(tài)電解質(zhì),其制備工藝和裝備與傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池大部分通用,因此可以沿用傳統(tǒng)的鋰離子電池工藝與裝備技術(shù),降低了制造成本。其次,半固態(tài)電池可以提高安全性,因?yàn)榘牍虘B(tài)電池中的液態(tài)電解質(zhì)含量較少,不易發(fā)生泄漏和燃燒等問題。
因此,為了克服固態(tài)電池制造中的技術(shù)和穩(wěn)定性問題,先制造出半固態(tài)電池作為過渡,是一種更為實(shí)際和可行的方案。它既繼承了液態(tài)鋰離子電池的部分工藝,又引入了固態(tài)電池的一些特性,比如提高了安全性和能量密度。同時(shí),由于其制造工藝與液態(tài)鋰離子電池相似,因此在商業(yè)化生產(chǎn)方面更容易實(shí)現(xiàn)。而想要實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池,可能還需要5年。