全固体リチウム電池の利点

全固体リチウムイオン電池が国際的な巨人を引き付ける理由は、現在、電力電池業界の潜在的な安全上の危険と低エネルギー密度を悩ませている2つの主要な「課題」を解決することが期待されているからです。液体リチウムイオン電池に対する固体リチウム電池の利点は次のとおりです。

(1)全固体リチウムリチウム電池は高い安全性性能を有する

液体電解質には可燃性有機溶剤が含まれているため、内部短絡が発生した場合の急激な温度上昇は、燃焼や爆発を起こしやすくなります。温度上昇や短絡に抵抗する安全装置構造を設置する必要があります。これによりコストは増加しますが、安全性の問題を完全に解決することはできません。.世界で最高のBMSであると主張するテスラは、今年中国だけで2つのモデルで深刻な火災を引き起こしました。多くの無機固体電解質材料は、非可燃性、非腐食性、不揮発性であり、漏れ問題はありません。また、リチウム樹状現象を克服することも期待されています。そのため、無機固体電解質をベースとする全ての固体リチウム二次電池は、安全性特性が高いと期待されている。高分子固体電解質は依然として可燃性のリスクがあるが、可燃性溶剤を含む液体電解質電池と比較して、その安全性は大幅に向上する。

(2)全ての固体リチウムリチウム電池は高エネルギー密度

現在、市場で使用されているリチウムイオン電池のエネルギー密度は最大約260Wh/kgで、開発中のリチウムイオン電池のエネルギー密度は300-320Wh/kgに達する可能性があります。全固体リチウム電池では、負極として金属リチウムを使用すると、電池のエネルギー密度は300~400Wh/kg以上に達すると予想されます。

固体電解質の密度が液体電解質の密度よりも高いため、正極と負極材料の同系に対しては、液体電解質のエネルギー密度は全ての固体リチウム電池のエネルギー密度よりも有意に高い。全固体リチウム二次電池が高エネルギー密度である理由は、負極が金属リチウム材料を使用し得るからである。

(3)全固体リチウム電池の長いサイクル寿命

固体電解質は、液体電解質の充電・排出プロセス中にセパレータを貫通する固体電解質界面フィルムやリチウムデンドライトの連続形成・成長の問題を回避し、金属リチウム電池のサイクル性能や寿命を大幅に向上させる可能性がある。薄膜全固体金属リチウム電池は4万5000回以上サイクルできると報告されているが、大容量リチウム電池の長いサイクル寿命の報告はない。主な理由は、高域容量のリチウム金属電極(>3mAh/cm2)のサイクル性能がまだ低いということです。貧しい。

(4) 全固体リチウムリチウム電池の広い動作温度範囲

全固体リチウム電池が無機固体電解質を使用する場合、最大動作温度は300°Cに上昇すると予想されますか?またはさらに高い。現在、大容量の全固体リチウム電池の低温性能を向上させる必要がある。特定の電池動作温度範囲は、主に電解質の高温および低温特性および界面抵抗に関連する。

(5) 全固体リチウムイオン電池用広い電気化学窓

全固体リチウム電池の電気化学的安定性窓は広く、5Vに達する可能性があり、これは高電圧電極材料に適しており、さらにエネルギー密度を高くするのに有益である。現在、窒化リチウムリン酸リチウムを用いた薄膜リチウム電池は4.8Vで動作します。

(6) 全ての固体リチウムリチウム電池に柔軟性の利点がある

全固体リチウム電池は、将来的にスマートウェアラブルおよび埋め込み型医療機器に使用できる薄膜電池とフレキシブルバッテリーに調製することができます。柔軟な液体電解質リチウム電池と比較して、包装はより容易で安全である。

(7)全固体リチウム電池の回収に便利

一般的に、電池のリサイクルには2つの方法があり、一方はウェット法、もう1つはドライ法です。湿式方法は、有毒で有害な液体コアを取り出し、乾燥法は破砕などの有効成分を抽出することです。全固体リチウム電池の利点は、液体が入っていないため、理論的には廃液が存在しないはずであり、比較的扱いやすい。