好久没有写文章,最近突发奇想,想把固态电池的理解给大家共享一下,同时引入大家的思考,固态电池,是风口,还是疯口? 这个东西,尤其对于控制系统的开发人员来说,是福是祸,是要凤凰涅槃还是?本文章为科技小白介绍,如果是专家可以自行跳过!哈哈哈!
固态电池,它采用固态电解质而不是传统的液态电解质。在固态电池中,电解质是以固态形式存在,通常由固体聚合物、陶瓷或玻璃材料构成,而电极仍然是液态或固态的。本质就是电解液的区别!
电解质类型:
- 固态电池:固态电池使用固态电解质,这意味着电解质是以固态形式存在的,通常由固体聚合物、陶瓷或玻璃材料构成。固态电解质相比传统液态电解质具有更高的安全性和稳定性。
- 三元锂电池:三元锂电池属于液态电解质电池,其电解质通常是有机液体,如含有锂盐的溶解液。
- 磷酸铁锂电池:磷酸铁锂电池也属于液态电解质电池,其电解质通常是磷酸铁锂盐在有机溶剂中的溶解液。
安全性:
- 固态电池:由于采用固态电解质,固态电池相比液态电解质电池具有更高的安全性,能够抵抗过充、过放和高温等不安全条件,从而减少了发生火灾或爆炸的风险。
- 三元锂电池和磷酸铁锂电池:虽然三元锂和磷酸铁锂电池在成熟的技术下相对安全,但液态电解质使得它们在严苛条件下仍有一定的安全风险。
能量密度:
- 固态电池:由于固态电池使用高能量密度的固态电解质,其理论能量密度较高。这有助于在相同体积和重量下存储更多的能量,提供更长的续航时间。
- 三元锂电池:三元锂电池的能量密度较高,是目前电动汽车和移动设备中广泛使用的电池技术之一。
- 磷酸铁锂电池:磷酸铁锂电池的能量密度较低,相比三元锂电池略低一些。
循环寿命:
- 固态电池:固态电池由于更好的电解质稳定性,通常具有较长的循环寿命,可以进行更多次的充放电循环,从而延长使用寿命。
- 三元锂电池和磷酸铁锂电池:循环寿命在使用和充电过程中逐渐衰减,但在正常使用条件下也可以提供数百到数千个充放电循环。
成本:
- 固态电池:由于采用较新的固态电解质技术,固态电池的制造成本较高,目前处于发展阶段,尚未大规模商业化生产。
- 三元锂电池和磷酸铁锂电池:三元锂电池和磷酸铁锂电池已经在市场上广泛应用,其制造成本较低。
以下内容来源百度,自己看了看,貌似跟当前电池工艺没啥区别!
电极制备:
- 阳极和阴极的制备:首先,需要准备正极(通常是钴、锰、氧化物等)和负极(通常是锂金属)的电极材料。这些材料可能需要通过特殊的方法来制备,并涂覆在导电的电极片上。
电解质涂覆:
- 固态电解质的制备:生产固态电池的关键是固态电解质的制备。固态电解质通常由固态聚合物、陶瓷或玻璃材料组成。这些材料需要通过特定的工艺来制备,以确保其具有适当的离子传导性能。
- 电解质涂覆:制备好的固态电解质涂覆在电极片上,形成电极与电解质的复合层。
电池组装:
- 组装电极:将涂覆了电解质的电极片叠放在一起,形成电池的正负极。
- 添加电解质:在电极之间或电极周围添加适量的固态电解质,以确保电极与电解质之间有良好的接触。
- 封装:将组装好的电极和电解质的堆叠体密封在特定的容器中,以防止外部环境的干扰和材料的泄漏。
激活和测试:
- 激活:通过给电池施加特定的电荷和放电过程,使得电池的固态电解质充分充电和放电,进而使得电池达到最佳性能。
- 测试:在激活后对电池进行一系列的测试,包括充放电性能测试、循环寿命测试、安全性测试等,以确保电池符合相关标准和要求。
封装和组装成品:
- 封装:将经过测试和激活的电池封装在最终的电池壳体中,通常加入保护电路和连接器等组件。
- 成品组装:将封装好的电池与电动汽车、移动设备等产品进行组装,形成最终的固态电池应用产品。
对于BMS的控制策略来讲,主要有以下两个差异:
温度管理:
- 电解液电池:液态电解质电池在高温或低温条件下,电解液的流动性可能会受到影响,导致电池性能下降。
- 固态电池:固态电解质的导电性通常不受温度的影响,固态电池在高温和低温环境下仍然可以保持较好的性能。
充放电控制:
- 电解液电池:液态电解质电池的充放电速率受到电解液的传输速度限制,可能会影响电池的充电和放电性能。
- 固态电池:固态电池由于固态电解质的特性,其充放电速率较高,可以实现更快的充电和放电。
通过以上分析,作为软件开发的从业者,固态电池的核心,个人理解其实不在控制系统的开发,控制系统从传感器,控制器,软件,都基本与目前基于电解液的控制系统大致类似,所以,作为控制系统的开发人员想在这个赛道上掘金,貌似机会比较渺茫!有点悲观啊! 哈哈,大家还是因地制宜自己看看当前自己的境遇,综合研判!哈哈哈哈!
以上内容是最近科普学习的成果,从原理来讲部分固态电解质的离子传导速率较低,导致离子传导速率有限,同时在生产过程中电解质与电极之间的良好接触和稳定性是一个重要的挑战,至于BMS控制系统,都一样! 哈哈!剩下自行脑补!
文章先写这么多,估计写多了,大家没有耐心看完,后面慢慢写!若有其它疑问随时微信沟通!谢谢各位老铁喽!
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