全固態(tài)鋰離子電池是新能源汽車下一個(gè)發(fā)展風(fēng)口

來(lái)源：存能電氣  日期：2019-08-26 13:26  瀏覽量：次

　　全固態(tài)鋰離子電池是新能源汽車下一個(gè)發(fā)展風(fēng)口。隨著新能源汽車的發(fā)展，高能量密度、高安全性電池成為市場(chǎng)的必爭(zhēng)目標(biāo)。有專家認(rèn)為，利用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)電解質(zhì)是從本質(zhì)上提升鋰電池安全性的必由之路。全固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液，有望從根本主解決電池安全性問(wèn)題，是電動(dòng)汽車和規(guī)?；瘍?chǔ)能理想的化學(xué)電源。

　　全固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)缺點(diǎn)

　　全固態(tài)鋰離子電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的新型電池，它的結(jié)構(gòu)包括正極、電解質(zhì)、負(fù)極，全部由固態(tài)材料組成。其高密度性、高安全性、高輸出功率等性能與傳統(tǒng)液態(tài)電池相比更具優(yōu)勢(shì)，在新能源汽車領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊，是有望替代目前鋰離子電池的下一代電池。

　　優(yōu)點(diǎn)：

　　1、安全性能高。液態(tài)的電解質(zhì)短路時(shí)，溫度升高，將電解質(zhì)點(diǎn)燃而發(fā)生爆炸。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液?jiǎn)栴}，也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，因而全固態(tài)電池具有極高安全性。

　　2、能量密度高。能量密度高主要是因?yàn)楣虘B(tài)電解質(zhì)一般擁有較寬的電化學(xué)窗口，就像一個(gè)個(gè)小框一樣，因此可以裝更多的高電壓正極材料。加上固態(tài)電池體積小、穩(wěn)定，可以讓電池管理更為簡(jiǎn)化，能量密度自然會(huì)大大提高。

　　3、相對(duì)較輕。在傳統(tǒng)鋰離子電池中，隔膜和電解液加起來(lái)占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量，而使用固態(tài)電解質(zhì)自然就可以減小體積和質(zhì)量。

　　4、循環(huán)性能強(qiáng)。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問(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。

　　缺點(diǎn)：

　　1、界面阻抗過(guò)大。固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面是固-固狀態(tài)，因此電極與電解質(zhì)之間的有效接觸較弱，離子在固體物質(zhì)中傳輸動(dòng)力學(xué)低。

　　2、快充比較難。電池的阻抗、電導(dǎo)率等問(wèn)題表現(xiàn)出來(lái)就是內(nèi)阻大，就會(huì)阻礙充電，而且因?yàn)閮?nèi)阻大，在充電過(guò)程中會(huì)造成能量的損失，這部分能量的浪費(fèi)是無(wú)法忽視的問(wèn)題。

　　3、成本價(jià)格高。成本是阻止商業(yè)化的最大因素，沒(méi)有利潤(rùn)，自然沒(méi)有市場(chǎng)。固態(tài)電池制備工藝不夠成熟，電池使用數(shù)據(jù)收集不全面。僅是在全固態(tài)電池的電解質(zhì)制造，固-固界面優(yōu)化這兩個(gè)核心問(wèn)題技術(shù)上的不成熟就足夠讓固態(tài)電池的成本居高不下了。

　　我國(guó)應(yīng)對(duì)全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)展

　　近日，日本東京工業(yè)大學(xué)等機(jī)構(gòu)研究人員近日研發(fā)出可超高速充放電的全固態(tài)電池，朝著全固態(tài)電池實(shí)用化方向邁出一大步。盡管全球多國(guó)都在競(jìng)相研發(fā)全固態(tài)電池，但其實(shí)用化面臨一大難題：高壓電極和固體電解質(zhì)相接觸的界面上存在較高的電阻，影響電池性能，迄今尚沒(méi)有明確解決方案。

　　在中日韓企業(yè)主導(dǎo)動(dòng)力電池市場(chǎng)的局面下，其他區(qū)域在當(dāng)前技術(shù)路線超車難度較大，因此，一些歐美企業(yè)已經(jīng)開(kāi)始轉(zhuǎn)移目標(biāo)，布局新一代電池技術(shù)(固態(tài)電池和氫燃料電池)，寄希望于下一輪競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)主導(dǎo)。相比于歐美、日韓、中國(guó)等國(guó)家的眾多企業(yè)正在積極布局和研發(fā)固態(tài)電池，中國(guó)的企業(yè)相對(duì)來(lái)說(shuō)進(jìn)入時(shí)間較晚，主要以科研機(jī)構(gòu)或院校為支撐，但也有部分企業(yè)在積極推進(jìn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化步伐。

　　中國(guó)的動(dòng)力電池企業(yè)數(shù)量雖多，但兩級(jí)分化十分嚴(yán)重，而且存在較大投資泡沫、圈錢、圈概念等亂象，真正一心撲在前沿技術(shù)的企業(yè)相對(duì)較少。如果只停留在產(chǎn)能比拼上，在不久的將來(lái)，很有可能被日本、韓國(guó)以及后來(lái)者歐美等國(guó)所超越。

　　從整體來(lái)看，固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度還有待加強(qiáng)，能形成規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)有限，技術(shù)規(guī)?；瘮U(kuò)產(chǎn)需要克服的困難還有很多，仍處于推廣發(fā)展期。但可以預(yù)期的是，隨著研發(fā)和工業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展，全固態(tài)電池中的科學(xué)和工藝上的問(wèn)題會(huì)逐漸得到緩解，在未來(lái)幾年，固態(tài)電池產(chǎn)品的市場(chǎng)會(huì)迎來(lái)蓬勃發(fā)展的機(jī)遇。