固態(tài)鋰電池的研發(fā),全固態(tài)二次鋰電池的優(yōu)點(diǎn)

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-08-16 15:27  瀏覽量：次

　　固態(tài)鋰電池的研發(fā)，全固態(tài)二次鋰電池的優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)二次鋰電池作為鋰電池的一種新形式，從根本上講具有鋰電池能量密度高的優(yōu)點(diǎn)。固態(tài)鋰電池因其良好的安全性能、柔順性、能很好地抑制鋰枝晶現(xiàn)象等的優(yōu)勢(shì)，受到了廣泛的關(guān)注。固態(tài)鋰電池有望成為下一代鋰電池發(fā)展的重要方向。

　　固態(tài)鋰電池的研發(fā)

　　電解質(zhì)材料是全固態(tài)鋰電池技術(shù)的核心。全固態(tài)鋰電池的電解質(zhì)材料很大程度上決定了固態(tài)鋰電池的各項(xiàng)性能參數(shù)，如功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。根據(jù)固態(tài)電解質(zhì)材料類(lèi)別，可以分為聚合物全固態(tài)鋰電池和無(wú)機(jī)物全固態(tài)鋰電池，不同類(lèi)型的電解質(zhì)其性能具有較大的差異，根據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的差別，全固態(tài)鋰電池又可分為薄膜型和大容量型。

　　固態(tài)鋰電池因未改變電池材料，只是通過(guò)改變電池結(jié)構(gòu)，就能將儲(chǔ)能密度由300KWH/KG提升至900KWH/KG，同時(shí)還能提升電池使用安全性，據(jù)傳這一技術(shù)在歐美有望在2020年取得突破，屆時(shí)將徹底解決電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程和自燃兩個(gè)層面的行業(yè)焦慮。

　　從當(dāng)前能量密度持續(xù)提升的態(tài)勢(shì)及研發(fā)的進(jìn)展來(lái)看，我國(guó)提出的2025年400Wh/kg的能量密度要求較高，正加速倒逼新型電池技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用。目前，一些企業(yè)研發(fā)出的全固態(tài)鋰電池能量密度可達(dá)300-400Wh/kg，其有望成為作為下一代高能量密度動(dòng)力和儲(chǔ)能電池技術(shù)的重要發(fā)展方向，全固態(tài)鋰電池的研發(fā)和應(yīng)用已成為學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的共識(shí)。

　　相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)鋰電池的差異在于電解質(zhì)固態(tài)化。全固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池一樣，包括電池各單元（正極、負(fù)極、電解質(zhì)），其工作原理與傳統(tǒng)鋰電池的原理相同。據(jù)介紹，目前量產(chǎn)的第一條生產(chǎn)線主要生產(chǎn)高能量密度固態(tài)鋰離子電池、大容量柔性固態(tài)電池、高安全性固態(tài)電池，另有6條生產(chǎn)線正在籌備中，力爭(zhēng)在2020年能夠滿(mǎn)足車(chē)企在動(dòng)力電池方面的需求。

　　全固態(tài)二次鋰電池的優(yōu)點(diǎn)

　　固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。固態(tài)鋰電池安全性及高能量密度的性能優(yōu)勢(shì)突出。固態(tài)鋰電池在繼承傳統(tǒng)鋰電池的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，安全性、能量密度等方面有了大幅進(jìn)步。

　　與商用鋰離子電池相比，全固態(tài)鋰電池最突出的優(yōu)點(diǎn)是安全性。固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液?jiǎn)栴}，因而全固態(tài)電池具有固有安全性和更長(zhǎng)的使用壽命。

　　能量密度是比容量和電池電壓的乘積。固態(tài)電解質(zhì)比有機(jī)電解液普遍具有更寬的電化學(xué)窗口，有利于進(jìn)一步拓寬電池的電壓范圍。在發(fā)展大容量電極方面，固態(tài)電解質(zhì)能阻止鋰枝晶的生長(zhǎng)，因而也就從根本上避免了電池的短路現(xiàn)象，使金屬鋰用作負(fù)極成為可能。

　　全固態(tài)二次鋰電池有望獲得更高的功率密度。固態(tài)電解質(zhì)以鋰離子作為單一載流子，不存在濃差極化，因而可工作在大電流條件，提高電池的功率密度。

　　固態(tài)材料內(nèi)在的高低溫穩(wěn)定性，為全固態(tài)鋰電池工作在更寬的溫度范圍提供了基本保證。

　　固態(tài)電解液解決了固體電解質(zhì)界面膜(SEI)的問(wèn)題和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命。

　　固態(tài)電池還具有結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)?？烧{(diào)、設(shè)計(jì)彈性大等特點(diǎn)。固態(tài)電池既可以設(shè)計(jì)成厚度僅幾微米的薄膜電池，用于驅(qū)動(dòng)微型電子器件，也可制成宏觀體型電池，用于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)車(chē)、電網(wǎng)儲(chǔ)能等領(lǐng)域，并且在這些應(yīng)用中，電池的形狀也可根據(jù)具體需求進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　固態(tài)鋰電池的量產(chǎn)，有助于推動(dòng)鋰電池向小型化、微型化、柔性化發(fā)展，并重新定義鋰電池的形態(tài)，打破傳統(tǒng)方方正正或圓柱的形態(tài)，未來(lái)可以做成任何形狀的部件，提高空間使用效率。