你對全固態或固態鋰電池了解多少?

來源：存能電氣  日期：2020-03-31 10:33  瀏覽量：次

你對全固態或固態鋰電池了解多少？隨著全固態鋰電池的推廣，各種“全固態”或“固態”鋰電池的概念層出不窮。解決鋰電池安全性能的重要任務,就這樣落到了全固態鋰電池的肩上。為了獲得與基于液體電解質的鋰電池相當的能量密度,固體電解質需要具有高離子電導率、力學強度好、不可燃、化學穩定性等特性。

你對全固態或固態鋰電池了解多少？

在動力鋰電池市場，全固態電池是近兩年來炙手可熱的話題。盡管對于全固態鋰電池的未來還存在著爭論，但從各電動車生產商和動力電池供應商的投資動作來看，全固態電池應該是未來5~10年的主流方向。

固態鋰電池:一些研究人員將固體電解質和少量液體電解質的高質量或體積比的電池稱為“固態電池”。

全固態鋰電池:電池由固態電極和固態電解質數據組成。在工作溫度范圍內，電池不含任何質量和體積分數的液體電解質。

全固態電池顧名思義就是電池里面沒有氣體、液體，所有材料都以固態形式存在，用固體電解質來代替現有鋰離子電池中使用的液體成分。使用固態電解質后，全固態電池相比于一般鋰離子電池，可以實現更輕的質量、更小的體積，能量密度也有較大幅度的提升。

本質上，固態電池的原理和“傳統”的鋰電池是相同的，都是靠著鋰離子在電池的正負兩極之間穿梭往來，實現充放電的功能。不同的是，固態電池中的電解質是固態的，而傳統鋰電池的電解質是液態的。

全固態鋰電池分為全固態鋰離子電池和全固態金屬鋰電池，前者的負極不含金屬鋰，后者的負極不含金屬鋰。根據技術的發展趨勢，與液態鋰離子電池相比，全固態金屬鋰電池可能具有安全性能好、能量密度高、循環壽命長等優點。近年來，固體電解質數據，尤其是硫化物電解質數據，在離子電導率方面取得了重大突破，全固態鋰電池技術逐漸受到世界各地研究機構和大型企業的關注。

全固態鋰電池的潛在優勢

※高安全性能:固體電解質替代可燃液體電解質，固體電解質有望克服鋰枝晶的出現；

※高能量密度:負極可為金屬鋰負極；

※循環壽命長:可防止液體電解質充放電過程中固體電解質界面膜的形成和生長；

※電化學窗寬:可達5V，適用于高壓正電極數據；

※回收方便:無廢液，處理相對簡單。

總體來看固態電池的發展，電解質可能遵循從液態、半固態、固液混合到固態的路徑發展，最后到全固態。筆者認為，2020年前采用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg。

可見，全固態電池已經成為動力鋰電池市場的下一個風口。固態電池與傳統鋰電池相比具有更高的能量密度，同時擁有更大的功率和更長的使用時間，是下一代鋰電池發展的大趨勢。