固態鋰電池的研發,全固態二次鋰電池的優點

來源：存能電氣  日期：2019-08-16 15:27  瀏覽量：次

　　固態鋰電池的研發，全固態二次鋰電池的優點。固態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點。固態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象等的優勢，受到了廣泛的關注。固態鋰電池有望成為下一代鋰電池發展的重要方向。

　　固態鋰電池的研發

　　電解質材料是全固態鋰電池技術的核心。全固態鋰電池的電解質材料很大程度上決定了固態鋰電池的各項性能參數，如功率密度、循環穩定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。根據固態電解質材料類別，可以分為聚合物全固態鋰電池和無機物全固態鋰電池，不同類型的電解質其性能具有較大的差異，根據結構設計的差別，全固態鋰電池又可分為薄膜型和大容量型。

　　固態鋰電池因未改變電池材料，只是通過改變電池結構，就能將儲能密度由300KWH/KG提升至900KWH/KG，同時還能提升電池使用安全性，據傳這一技術在歐美有望在2020年取得突破，屆時將徹底解決電動汽車續航里程和自燃兩個層面的行業焦慮。

　　從當前能量密度持續提升的態勢及研發的進展來看，我國提出的2025年400Wh/kg的能量密度要求較高，正加速倒逼新型電池技術的研發及應用。目前，一些企業研發出的全固態鋰電池能量密度可達300-400Wh/kg，其有望成為作為下一代高能量密度動力和儲能電池技術的重要發展方向，全固態鋰電池的研發和應用已成為學術界和產業界的共識。

　　相較于傳統鋰電池，固態鋰電池的差異在于電解質固態化。全固態鋰電池與傳統鋰電池一樣，包括電池各單元（正極、負極、電解質），其工作原理與傳統鋰電池的原理相同。據介紹，目前量產的第一條生產線主要生產高能量密度固態鋰離子電池、大容量柔性固態電池、高安全性固態電池，另有6條生產線正在籌備中，力爭在2020年能夠滿足車企在動力電池方面的需求。

　　全固態二次鋰電池的優點

　　固態電池是一種電池科技。與現今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。固態鋰電池安全性及高能量密度的性能優勢突出。固態鋰電池在繼承傳統鋰電池的優點基礎上，安全性、能量密度等方面有了大幅進步。

　　與商用鋰離子電池相比，全固態鋰電池最突出的優點是安全性。固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，因而全固態電池具有固有安全性和更長的使用壽命。

　　能量密度是比容量和電池電壓的乘積。固態電解質比有機電解液普遍具有更寬的電化學窗口，有利于進一步拓寬電池的電壓范圍。在發展大容量電極方面，固態電解質能阻止鋰枝晶的生長，因而也就從根本上避免了電池的短路現象，使金屬鋰用作負極成為可能。

　　全固態二次鋰電池有望獲得更高的功率密度。固態電解質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。

　　固態材料內在的高低溫穩定性，為全固態鋰電池工作在更寬的溫度范圍提供了基本保證。

　　固態電解液解決了固體電解質界面膜(SEI)的問題和鋰枝晶現象，大大提升了鋰電池的循環性和使用壽命。

　　固態電池還具有結構緊湊、規模可調、設計彈性大等特點。固態電池既可以設計成厚度僅幾微米的薄膜電池，用于驅動微型電子器件，也可制成宏觀體型電池，用于驅動電動車、電網儲能等領域，并且在這些應用中，電池的形狀也可根據具體需求進行設計。

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