全固体リチウム二次電池の可能な利点は何ですか？

全固体リチウム二次電池は、現在電力電池業界を悩ませている2つの「課題」、つまり安全上の問題と低エネルギー密度を解決することが期待されているため、国際的な巨人の注目を集めています。液体リチウムイオン電池に対する全固体リチウム電池の利点は次のとおりです。

（1）高い安全性能

液体電解液には可燃性の有機溶剤が含まれているため、内部が短絡した場合の急激な温度上昇により、燃焼や爆発が発生しやすくなります。温度上昇に耐え、短絡を防止する安全装置の構造を設置する必要があります。これはコストを増加させますが、それでも安全性の問題を完全に解決することはできません。BMSとして知られているテスラは世界で最高です。今年だけでも、2つのModelSが深刻な火災に見舞われました。

多くの無機固体電解質材料は、不燃性、非腐食性、不揮発性であり、漏れの問題はありません。また、リチウムデンドライトの現象を克服することが期待されています。そのため、無機固体電解質をベースにした全固体リチウム二次電池は、高い安全性が期待されます。

高分子固体電解質には依然として一定の燃焼リスクがありますが、可燃性溶剤を含む液体電解質電池と比較して、安全性も大幅に向上しています。

（2）高エネルギー密度

現在、市場で使用されているリチウムイオン電池のコアエネルギー密度は最大約260Wh / kgであり、開発中のリチウムイオン電池のエネルギー密度は300〜320Wh / kgに達する可能性があります。全固体リチウム電池の場合、負極が金属リチウムを使用すると、電池のエネルギー密度は300〜400Wh / kg以上になると予想されます。

固体電解質の密度は液体電解質の密度よりも高いため、液体電解質のリチウム電池のエネルギー密度は、正と負の材料の同じシステムの全固体リチウム電池のエネルギー密度よりも大幅に高いことに注意してください。全固体リチウム二次電池のエネルギー密度が高いのは、負極が金属リチウム材料を使用しやすいためです。

（3）長いサイクル寿命

固体電解質は、液体電解質の充電および放電中の固体電解質界面膜の連続的な形成および成長の問題、ならびに金属リチウム電池の循環および耐用年数を大幅に改善する可能性のあるリチウム樹枝状ダイアフラムの問題を回避することが期待される。

薄膜全固体リチウム金属電池は45,000回のサイクルが可能であると報告されていますが、現在、大容量リチウム金属電池は、現在の大容量リチウム金属を中心に、長いサイクル寿命を持っているとは報告されていません。電極（＆GT; 3mAh / cm2）のサイクル性能は劣ります。

（4）広い動作温度範囲

すべての固体リチウム電池が無機固体電解質を使用している場合、最高動作温度は300°C以上に上昇すると予想されます。現在、大容量の全固体リチウム電池の低温性能を改善する必要があります。特定のバッテリーの動作温度範囲は、主に電解質とインターフェース抵抗器の高温特性と低温特性に関連しています。

（5）電位窓幅

全固体リチウム電池の電気化学的安定性ウィンドウ幅は5Vに達する可能性があり、これはGaodianya電極材料に適しており、エネルギー密度をさらに改善するのに役立ちます。現在、窒化リチウムリン酸塩をベースにした薄膜リチウム電池は4.8Vで動作します。

（6）柔軟性

全固体リチウム電池は、薄膜電池とフレキシブル電池に準備でき、将来的にはスマートウェアラブルおよび埋め込み型医療機器で使用できます。柔軟な液体電解質リチウム電池と比較して、パッケージングはより簡単で安全です。

（7）回復の利便性

バッテリーのリサイクルは一般的に2つの方法で、1つはウェットで、もう1つはドライです。湿式法は内部の有毒で有害な液体コアを除去することであり、乾式法は断片化などの有効成分を除去することです。全固体リチウム電池の利点は、それ自体に液体がないことです。したがって、理論的には、取り扱いが比較的簡単な廃液がないはずです。

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