進入 2021 年,蔚來汽車主打固態電池,而松下則有意開發無鈷電池。那么,固態電池與無鈷電池是什么關系?固態電池是無鈷電池嗎?
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早期固態電池的電解質是聚合物電解質,以 PEO(聚環氧乙烷)占絕大多數,PEO 的電化學穩定窗口(氧化電位)是 3.8V,無法與高電壓正極材料(鈷酸鋰、三元材料等)相容,只能用磷酸鐵鋰做正極,所以不用鈷的說法就流傳下來。
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不過早期的固態電池有一個缺點,那就是能量密度并不高。例如法國博洛雷的固態電池就是 PEO 電解質+磷酸鐵鋰正極,能量密度只有 170wh/kg,并且工作溫度高達 80 度,所以沒有推廣開,只裝了 3000 輛車。
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也就是說,早期的固態電池其實是磷酸鐵鋰固態電池,不用鈷,稱之為無鈷電池并不為過。
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隨著電池技術的發展,目前絕大多數在研究試制中的固態電池都用含鈷正極,以鈷酸鋰和三元材料為主:固態電池的核心是電解質,目前主要分為兩類:聚合物電解質和無機物電解質。無機物又有氧化物和硫化物兩種,它們的電化學窗口大致上分別為 5.4V 和 5.7V,可以使用鈷酸鋰和三元材料,以提電池的高密度和性能。盡管也有其他種類的正極材料在研究,但都遠遠沒有鈷酸鋰和三元材料成熟
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