全固態(tài)鋰離子電池是新能源汽車下一個發(fā)展風口

來源：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發(fā)展風口。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的必爭目標。有專家認為，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)有機液態(tài)電解液，有望從根本主解決電池安全性問題，是電動汽車和規(guī)模化儲能理想的化學電源。

　　全固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)缺點

　　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，在新能源汽車領(lǐng)域應用前景廣闊，是有望替代目前鋰離子電池的下一代電池。

　　優(yōu)點：

　　1、安全性能高。液態(tài)的電解質(zhì)短路時，溫度升高，將電解質(zhì)點燃而發(fā)生爆炸。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題，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為固態(tài)電解質(zhì)一般擁有較寬的電化學窗口，就像一個個小框一樣，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化，能量密度自然會大大提高。

　　3、相對較輕。在傳統(tǒng)鋰離子電池中，隔膜和電解液加起來占據(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。固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命。

　　缺點：

　　1、界面阻抗過大。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)中傳輸動力學低。

　　2、快充比較難。電池的阻抗、電導率等問題表現(xiàn)出來就是內(nèi)阻大，就會阻礙充電，而且因為內(nèi)阻大，在充電過程中會造成能量的損失，這部分能量的浪費是無法忽視的問題。

　　3、成本價格高。成本是阻止商業(yè)化的最大因素，沒有利潤，自然沒有市場。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)化這兩個核心問題技術(shù)上的不成熟就足夠讓固態(tài)電池的成本居高不下了。

　　我國應對全固態(tài)鋰離子電池的發(fā)展

　　近日，日本東京工業(yè)大學等機構(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)電池實用化方向邁出一大步。盡管全球多國都在競相研發(fā)全固態(tài)電池，但其實用化面臨一大難題：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，迄今尚沒有明確解決方案。

　　在中日韓企業(yè)主導動力電池市場的局面下，其他區(qū)域在當前技術(shù)路線超車難度較大，因此，一些歐美企業(yè)已經(jīng)開始轉(zhuǎn)移目標，布局新一代電池技術(shù)(固態(tài)電池和氫燃料電池)，寄希望于下一輪競爭中占據(jù)主導。相比于歐美、日韓、中國等國家的眾多企業(yè)正在積極布局和研發(fā)固態(tài)電池，中國的企業(yè)相對來說進入時間較晚，主要以科研機構(gòu)或院校為支撐，但也有部分企業(yè)在積極推進固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化步伐。

　　中國的動力電池企業(yè)數(shù)量雖多，但兩級分化十分嚴重，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)相對較少。如果只停留在產(chǎn)能比拼上，在不久的將來，很有可能被日本、韓國以及后來者歐美等國所超越。

　　從整體來看，固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度還有待加強，能形成規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)有限，技術(shù)規(guī)模化擴產(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)電池中的科學和工藝上的問題會逐漸得到緩解，在未來幾年，固態(tài)電池產(chǎn)品的市場會迎來蓬勃發(fā)展的機遇。