回覆列表
  • 1 # 邵智9

    早期固態電池的電解質是聚合物電解質,以PEO(聚環氧乙烷)佔絕大多數,PEO的電化學穩定視窗(氧化電位)是3.8V,無法與高電壓正極材料(鈷酸鋰、三元材料等)相容,只能用磷酸鐵鋰做正極,所以不用鈷的說法就流傳下來了。但是磷酸鐵鋰電池的能量密度太低了,無法滿足車用要求。例如法國博洛雷的固態電池就是PEO電解質+磷酸鐵鋰正極,能量密度只有170wh/kg,並且工作溫度高達80度,所以沒有推廣開,只裝了3000輛車。

    第二、目前絕大多數在研究試製中的固態電池都用含鈷正極,以鈷酸鋰和三元材料為主:

    固態電池的核心是電解質,目前主要分為兩類:聚合物電解質和無機物電解質。無機物又有氧化物和硫化物兩種,它們的電化學視窗大致上分別為5.4V和5.7V,可以使用鈷酸鋰和三元材料,以提電池的高密度和效能。儘管也有其他種類的正極材料在研究,但都遠遠沒有鈷酸鋰和三元材料成熟。日本在硫化物電解質方面世界第一,以豐田為例,它的的正極材料也是鈷酸鋰,能量密度為400wh/kg。

    當前聚合物電解質依然是主流方向之一,但是人們採用2種方法提高視窗電壓來使用能量密度高的正極材料。一是對PEO進行改性,二是尋找新的聚合物,這兩種方法都取得了突破。例如許曉雄博士把氧化物和硫化物電解質與PEO複合取得了很大的成功,製造出鈷酸鋰正極固態電池,密度達到260-280wh/kg,下一步就到300wh/kg;中科院青能所採用聚碳酸丙烯酯電解質,是世界首創,正極是三元622,密度達到了300wh/kg。

    所以可以肯定,在可以預見的未來,固態電池是必須用鈷的,而且比例要比鋰離子電池的還要高,因為磷酸鐵鋰鋰離子電池適合大量用於電網儲能。

    順便:從許博士和青能所的例子可以看出,中國的固態電池研究在世界上是居於前沿的,比傳統鋰離子電池方面強多了,是可以彎道超車的。

  • 中秋節和大豐收的關聯?
  • 秦朝雖然是一個短命的王朝,但秦朝的影響卻是巨大的,你覺得有道理嗎?