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固态锂电池无人机应用展望

锂电池固体化发展主要是解决通用型锂电池本身的安全隐患,绿色环保,低能量密度等问题,现有的液态锂离子电池能量密度普遍仅有130-160Wh/kg,天花板在300Wh/kg左右。并且存在充电耗时长,安全性较低的劣势。而固态锂离子电池的能量密度则会高很多,全固态锂离子电池的能量密度最高潜力达900Wh/kg(实验室数据),并且结构更加安全,所以被认为是理想的无人机动力电池。
工作原理上,固态锂电池和传统的锂电池并无区别。电池的两端为电池的正负两极,中间为液态电解质。锂离子通过电解质在两端来回运动,完成电池的充放电过程。主要区别是固态锂电池只不过其电解质为固态。固体锂电池具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端,传导更大的电流,进而提升电池容量。
固态锂电池有很多优势,发展前景广阔。其中,两个最明显的优势就是能量密度更高,运行更安全。使用了全固态电解质后,锂电池可以不必使用嵌锂的石墨负极,而是直接使用金属锂来做负极,这样可以大大减轻负极材料的用量,使得整个电池的能量密度有明显提高。现在许多实验室中,都已经可以小规模批量试制出能量密度为300-400Wh/kg的全固态电池。固态电池在大电流下工作不会因出现锂枝晶而刺破隔膜导致短路,不会在高温下发生副反应,不会因产生气体而发生燃烧。

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