全固体電池とその主要材料
Jun 13, 2024
固体電池とは何ですか?従来のリチウムイオン電池には、正極、負極、電解質、セパレーターの4つの主要コンポーネントが含まれています。固体電池は、電解質を固体電解質に置き換えます。従来のリチウムイオン電池と比較して、固体電池の主な違いは、電解質が液体から固体に変わったことであり、安全性と高エネルギー密度の両方を備えています。固体電解質電池は、リチウム電池とナトリウム電池の究極の形であり、安全性の問題を完全に解決でき、間違いなく新エネルギー市場の後半の主役です。固体電池の産業チェーンは、液体リチウム電池の産業チェーンとほぼ同じです。上流には、原材料、採掘、機械設備、基本材料が含まれます。両者の主な違いは、負極材料と電解質の種類にあります。正極材料はほぼ同じです。完全な固体電池に完全に開発されると、セパレーターも完全に置き換えられます。産業チェーンの中流は、バッテリーパックの加工および準備プロセスであり、産業チェーンの下流の応用分野には、新エネルギー車、エネルギー貯蔵システム、民生用電子機器などが含まれます。 固体電池の利点は次のとおりです。 (1)固体電解質は、液体電解質とセパレータの代替として使用される。固体電解質は発火点が非常に高いため、電池の熱安定性が向上する。 (2)固体電池の電圧プラットフォームは5Vで、液体電池の4.3Vよりも高く、高電圧電極材料と一致でき、電池エネルギー密度と比容量は液体電池よりも優れている。 (3)固体電解質は液体ではないため、漏れがなく、電池パックの設計が簡素化され、電池の重量と体積が削減され、エネルギー密度は300Wh/kgを超えることが期待されます。 固体電解質 固体電解質は、固体リチウムイオン電池のコアコンポーネントであり、電池のセパレーターと電解質の両方の役割を果たします。電解質のコア役割は、正極と負極の間でLi +を伝達することです。理想的な固体電解質は、イオン伝導率が高く、界面インピーダンスが低く、構造が安定しており、安全性が高く、機械的強度が高く、価格が安い必要があります。現在、さまざまな電解質に基づいて、主にポリマー固体電解質と無機固体電解質に分けることができます。前者の代表的なシステムはPEOポリエチレンオキシドであり、後者は酸化物、硫化物、ハロゲン化物システムです。 正極材料 固体電池の主な正極材料は、コバルト酸リチウム、リン酸鉄リチウム、ニッケルコバ
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