全固态电池vs半固态电池vs液体电池

用户火星接客人

电池正在迅速发展。全固态电池的科学进步不断提高。本文将比较全固态电池、半固态电池和液体电池，以便更好地掌握电池技术的最新进展。
了解不同的电池技术
液体电池
液体电池的主要材料是正极和负极、隔膜和电解质。
主要是通过在电极上涂上活性材料，然后将电极浸入液体电解质中，电解质中的离子与电极上的活性材料反应并释放电子。著名的18650锂电池也是一种液体电池。您可以通过查看我们全球排名前10的18650电池制造商了解更多信息。
半固态电池
半固态锂电池是固液混合电解质电池。正负极、隔膜等可以继续使用液体锂离子电池的材料，只有电解液采用固液混合方案。
全固态电池
全固态电池是一种将固体材料用于电池内部的正极、负极和电解质，并去除隔膜的电池。

全固态与半固态与液态电池差异的比较
结构比较
液体电池：电解液是液体电池的关键材料之一。电解质在电池内部的正极材料和负极材料之间起着传导离子的作用。
它保证了内部电路的有效性，在能量密度、功率密度、循环寿命、安全性能等方面发挥着关键作用，被称为“电池的血液”。中国十大锂离子电池电解液公司的技术已经相当成熟。

半固态电池：保留部分电解质和隔膜结构。半固体电池需要少量的电解质与固体电解质一起保留，以提高导电性，因此需要隔膜来分离正极和负极。根据技术的不同，固体电解质也有颗粒和膜形式。

全固态电池：无电解液残留。隔膜需要研究。在全固态电池中，电解质将被固体电解质完全取代。隔膜是否更换取决于不同的技术路线。在一些固态电池技术选项中，隔膜被保留为支撑电极的架构；在其他情况下，隔膜被完全消除。

电池材料比较
液体电池：液体电池由四种关键材料组成：阴极材料、阳极材料、隔膜和电解质，成本百分比分别为45%、15%、18%和10%。液体电解质的主要成分是溶解锂盐并为锂离子提供载体的有机溶剂。
半固态电池：使用的材料与液体电池中使用的材料基本相同。在半固态锂电池的情况下，使用凝胶电解质，使用聚合物作为添加锂盐的电解质“基膜”，以及通过浸渍活化的低分子有机溶剂，以获得离子电导率介于固体电解质和液体电解质之间的物质。

全固态电池：在全固态锂电池的情况下，正极材料可以延续锂离子电池的正极材料，锂金属负极材料，无隔膜。目前，主要有四个研究领域：硫化锂电池、氧化锂电池、氧化锂电池和锂复合电解质电池。
制造工艺比较
液体电池：
液体电池的生产过程分为前、中、后三个阶段。前期工艺的目的是将原材料加工成极片，核心工艺是涂层。
中间阶段的目的是将极片加工成非活性电池中间阶段工艺，主要包括电池的缠绕/堆叠和电池的液体注入。这个过程的后半部分是测试和包装。

半固态电池：
半固态电池制备工艺与传统的锂电池生产工艺兼容。半固态电池之所以能迅速推向市场，是因为它们尽可能多地借鉴现有的液体电池设备和工艺，其中只有10%-20%的设备和工艺有不同的要求。您可以查看我们在中国排名前十的半固态电池制造商，了解更多信息。

全固态电池：
全固态电池与传统的离子电池生产工艺有些不同。全固态电池的电解质溶液使用溶胶-凝胶混合物，需要烘焙以蒸发溶剂并获得固体电解质膜，这需要额外的电解质涂层和紫外线照射和烘焙过程。由于没有电解质，因此不需要液体注入过程。

电池性能比较
● 能量密度
据报道，液态电池的商业最高能量密度为300wh/kg。半固态电池的能量密度为360wh/kg，通过阴极和阳极材料的改进，能量密度将进一步提高。全固态电池的当前能量密度为400wh/kg，预计将达到900wh/kg。

● 安全
全固态电池具有最佳的安全性，因为不存在易燃液体电解质，不燃烧，不泄漏，不腐蚀等。半固态电池居中，液体电池最差。
● 高低温性能
全固态电池具有最好的高温性能和最差的低温性能。液体电池具有最好的低温性能和最差的高温性能。
● 电池寿命
由于不存在腐蚀、泄漏等情况，所有固态电池的使用寿命更长。半固态电池位于在中间。液体电池在延长电池寿命方面还有改进的空间。

● 延展性
液体电池现在已经成熟，半固态电池开始从实验室阶段进入工业阶段，而所有固态电池都处于实验室研究阶段。
总结
全固态电池支持低至几纳米的薄膜电池设计，拓宽了锂离子电池的应用范围，使电池能够自给自足且灵活。
全固态电池由于其安全性和潜在的高能量密度，被认为是下一代动力电池的重要发展方向。然而，仍然存在瓶颈，如所有固态电解质的离子电导率低、电极/电解质界面的兼容性和稳定性差。

来源：http://www.yidianzixun.com/article/0nOs4VFs
免责声明：如果侵犯了您的权益，请联系站长，我们会及时删除侵权内容，谢谢合作！