革新储能:固态电池在电动汽车时代的崛起

作者: Himanshu Patni

2023年6月19日

革新储能:固态电池在电动汽车时代的崛起

锂离子电池目前商业化使用的主要由正极、负极、隔膜和电解液组成。锂离子电池被安装在智能手机、电动工具和电动汽车中。它们使用液态电解质溶液。

电池的组成部分-

电极- 在放电过程中释放电子的电极是阳极;吸收电子的电极是阴极。它们储存锂。电解液携带带正电的锂离子(即,离子是通过从一个中性原子中移除或添加电子而产生的带电粒子,以产生正离子或负离子)从阳极到阴极,反之亦然,穿过隔膜。锂离子的移动在阳极中产生自由电子,产生一个电荷,该电荷使电流流过被供电设备。电极负责电池的基本性能。

访问完整报告(包括图表、图表和数据):https://univdatos.com/report/india-lithium-ion-battery-market/

隔膜和电解液- 这两个决定了电池的安全性。隔膜充当正极和负极之间的物理屏障,防止它们之间电子的直接流动,阻止电池内部电子的流动,只允许离子通过它们。

电解液在电池的两个电极之间来回传输离子(带电粒子),导致电池充电和放电。

固态电池- 固态电池使用固态电解质溶液代替液态电解质溶液。它也起到了隔膜的作用。它具有更高的能量密度。它没有爆炸或着火的风险,从而无需为这些目的配备安全部件,并为增加电池容量节省了更多空间。

固态电池市场

固态电池示例

试验固态电池可以追溯到 20 世纪 50 年代后期,当时使用了银离子导电电解质。快进到现在,固态电池的一个例子是磷酸锂玻璃。这些电池的能量密度很高,能量容量大于锂离子电池。

固态电池的优势

锂离子电池中的液态电解质由易燃有机溶剂制成;人们担心它们在高​​温环境中使用。使用固态电池不存在这种风险,因为它们不是由易燃材料制成的。它们可以在高温下使用,并由于其耐热性而实现快速充电。另一个好处是电池尺寸的选择,因为没有像液态电解质那样防止泄漏的结构限制。

锂离子电池市场

固态电池在电动汽车中的作用

研究表明汽车行业从内燃机汽车(ICEV)向电动汽车过渡。在电动汽车成为主流之前,需要解决几个挑战。电动汽车需要具有与当前 ICEV 相似的里程,并且有必要增加电动汽车的电池容量才能做到这一点。用固态电池替代锂离子电池是汽车和固态电池制造商研发的主要市场趋势。

预计固态电池的市场规模将以 32.5% 的复合年增长率增长,到 2028 年将达到 3.14 亿美元,而 2022 年为 5800 万美元。

结论

锂离子电池的技术进步已达到极限。固态电池是解决当前限制因素的可行替代方案。制造商(丰田、宝马、大众、现代等等)对固态电池的研发投入巨资,将推动该行业的技术创新。

作者:Abhishek Saini

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