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商业化之路早于锂空气电池 丰田发力全固态锂电池

导读: 在开发锂空气电池技术的同时,丰田也在开发全固态电池,目前其实验中的原型产品可达到400瓦时/升的体积能量密度。两位专家对该类电池技术也作出了预测,在克服技术障碍的前提下,全固态电池可在2025年实现商业化,比锂空气电池早5年。

  与其他许多车企一样,丰田也在锂空气电池上投入了大量研发精力。工程师追求更高的能量密度从而让电动车能够跑得更远。

  在2014锂电池国际会议(International Meeting on Lithium Batteries)上,丰田电池研究业务部的Hideki Iba博士与丰田欧洲先进技术小组的Chihiro Yada博士指出,若克服各项技术障碍,锂空气电池要到2030年才能真正商业化。

  在开发锂空气电池技术的同时,丰田也在开发全固态电池,目前其实验中的原型产品可达到400瓦时/升的体积能量密度。两位专家对该类电池技术也作出了预测,在克服技术障碍的前提下,全固态电池可在2025年实现商业化,比锂空气电池早5年。

  全固态电池具有能量密度大和额定功率高的特点,使它具有很大的发展潜力。经验证全固态电池放电率可达到50C。

  相比传统锂电池,全固态电池除了体积能量密度较高之外,还具有以下优势:

  1、封装效率更高。全固态电池设计可支持串行叠加排列(in-series stacking)和双极结构(bi-polar structure)。紧密的排列可减少电池组中无效空间(dead space)的体积。

  2、更安全。全固态电池不会有电解液泄漏的隐患,并且它的不易燃物性和无机电解质使其热稳定性更强。

  3、更长的使用寿命。

  “全固态电池在先前一段时间面临的技术障碍是功率密度不够高。原因在于电池阴极和固态电解质之间的转移电阻过高”Yada和Brasse两位研究者如是说。因此,全固态电池开发过程中的主要任务就是提高它的功率密度。

  研究者从以下3个方面对其功率密度进行改进:

  1、开发能够更易传导锂离子的固态电解质。可以采用氧化物、硫化物、氮化物作为固态电解质材料。硫化物电解质可以提供更高的离子传导性,例如Li10GeP2S12化合物的离子传导率可达0.012西门子/厘米。

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