锂电池原理图解
日前,三星SDI宣布计划在2027年量产全固态电池,公司已建成能量密度为900Wh/L全固态电池试验生产线,目前正在生产原型样品。
此前,大众旗下子公司PowerCo SE宣布与QuantumScape合作生产的的固态电池进行1000多次循环充电测试后,电池容量保持在95%,超过50万公里续航无明显衰减,显示出其具有良好循环寿命。
国内企业目前在半固态电池产业化方面进展较快,2023年12月搭载半固态电池的蔚来ET7续航里程测试超过1000公里,2024年东风、蔚来和上汽将会推出搭载半固态的车型,实现半固态电池批量装车。
固态电池板块近期表现也较为活跃,2月6日至今板块涨幅达到19.29%,较同期大盘表现更好,本文来对固态电池行业进行分析。
资料来源:wind,钛媒体产业研究部
与液态锂电池工作原理类似,安全性和能量密度优势明显根据电解质状态,锂电池分为液态电池、半固态电池和固态电池,不同于液态电池,固态电池是用固态电解质代替液态电池中的电解液和隔膜,而半固态电池使用的是固液混合电解质,同时保留隔膜。
固态电池工作原理与液态锂电池相似,均为锂离子在正负电极之间的嵌入与脱出,充电时锂离子从正极脱出通过固态电解质迁移至负极,与通过外电路流向负极的电子复合成锂原子,放电过程则相反。
相比液态锂电池,固态电池在能量密度和安全性方面优势明显,能量密度方面,目前液态锂电池能量密度已接近350Wh/Kg能量密度上限,而固态电池通过采用高比容量的正负极材料,能量密度可达到500Wh/Kg以上。
在安全性方面,传统液态锂电池在大电流工作下负极有可能出现锂枝晶,刺破隔膜从而导致电池内部短路,同时电解液在高温下容易发生副反应,存在爆炸或自燃风险,而固态电解质具有化学活性低和耐高温等特性,可以有效抑制锂枝晶生长,安全性高。
此外,固态电池避免了电解液在低温环境下流动性下降缺点,可在低温环境下稳定工作,同时由于取消掉电解液和隔膜,固态电池正负极之间距离更短,相同容量下电池体积更小。
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