三元锂电池组和固态锂电池的对比

来源：存能电气  日期：2019-07-12 15:03  浏览量：次

　　三元锂电池组和固态锂电池的对比。高安全性是储能电池应用的基础和前提,固态化是解决二次锂电池安全性的最佳途径。目前的三元锂电池组技术尚未成熟，安全性不稳定的问题仍然存在。而发展固态锂电池技术或将成为破解电动车安全问题的新选择。

　　三元锂电池组和固态锂电池的对比

　　1、三元锂电池组:技术成熟,当前占据市场主流

　　从产品成熟度角度来看,美国特斯拉Model系列车型已经实现突破,Model3即将规模化销量,进一步论证三元锂动力电池的可行性。Model3采用全新21700电池,相比18650电池在外观上变长变粗,能量密度也提高了20%,单体电池容量可达3~4.8Ah,大幅提升35%。毫无疑问,当前三元锂电池组已然为主流产品。

　　2、固态锂电池:技术潜力大,有望成为未来的主流产品

　　从技术潜力角度来看,三元锂动力电池能量密度提升相对困难,全固态锂电池能量密度提升,从理论上讲更具可行性。一是全固态锂电池电压平台提升,固态电解质比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口,有利于进一步提升电池的能量密度;二是固态电解质能阻隔锂枝晶生长,材料应用体系范围大幅提升,为具有更高能量密度空间的新型锂电技术奠定基础。三是全固态锂电池当前能量密度约400Wh/Kg,预估最大潜力值达900Wh/Kg,有超过100%的提升空间。固态锂电池必将是未来的主流产品。

　　一般而言,三元锂电池组液态电解质易燃易爆,在长期使用过程中容易触发“热失控”,在充放电过程中锂枝晶的生长容易刺破隔膜,引起电池短路,造成安全隐患。但是全固态锂电池则具有极高的安全性,其固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液,同时也克服了锂枝晶现象,搭载全固态锂电池的汽车的自燃概率会大大降低。

　　固态锂电池的电解质无需隔膜和电解液，并不存在漏液、腐蚀等问题，可以简化电池外壳及冷却系统模块，进一步减轻电池模组的重量，达到节能的效果。此外，全新的正负极材料配套可以使得电化学窗口达到5V以上，从根本上提高能量密度，有望达到500瓦时/千克。

　　三元锂电池组和固态锂电池哪个好？

　　目前主流电动车普遍使用的三元锂电池组，其实存在一定的缺陷，因为无论从化学结构是电池结构来说，三元锂材料都非常容易发热。如果不能把压力及时传导出去，电池就有爆炸的风险，今年发生的数起电动车自燃事件，也大半有此缘故。

　　综合上述产品、技术、安全等方面的比较,全固态锂电池在使用安全和技术潜力方面具有绝对的优势,但是三元锂电在产品成熟度、市场渗透方面具有相当的优势。综合来看,当前采用三元锂电池组是纯电动汽车最为明智的选择。但是,一旦全固态锂电池解决金属锂稳定性差等问题后,将爆发强大的产品替代力,或将颠覆动力电池产业格局。

　　从目前来看，仅凭借三元锂电池组的技术研发，这一目标显然已经无法实现。而为了保证动力电池的高能量密度和安全性，固态电池的研发进度给整个新能源汽车行业带来了光明。因此，固态锂电池被广泛认为是下一代动力电池正确的技术研发方向。

　　综合来看，安全性高、能力密度潜力大的固态电池必然是下一代动力电池的研发方向，但目前确实还没有量产产品能够在各方面明显胜过于传统锂离子电池。我们只能寄希望于固态电池技术早日成熟，电动汽车的续航里程再也不会成为通勤焦虑。

　　尽管目前的固态锂电池还面临着很多的问题，在能量密度上也暂时没有太大的优势，但其的确拥有非常高的安全性，如果能研发出合适的金属材料，或许整个动力电池行业，都将迎来新的突破。固态电解质不易燃，还不会产生液态电解液，因此不带腐蚀性，是解决电池安全性问题的有效方法，也符合未来动力电池发展的趋势。