全固態鋰離子電池是新能源汽車下一個發展風口

來源：存能電氣  日期：2019-08-26 13:26  瀏覽量：次

　　全固態鋰離子電池是新能源汽車下一個發展風口。隨著新能源汽車的發展，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，利用固態電解質替代傳統電解質是從本質上提升鋰電池安全性的必由之路。全固態鋰離子電池采用固態電解質替代傳統有機液態電解液，有望從根本主解決電池安全性問題，是電動汽車和規模化儲能理想的化學電源。

　　全固態鋰離子電池的優缺點

　　全固態鋰離子電池是一種使用固體電極和固體電解質的新型電池，它的結構包括正極、電解質、負極，全部由固態材料組成。其高密度性、高安全性、高輸出功率等性能與傳統液態電池相比更具優勢，在新能源汽車領域應用前景廣闊，是有望替代目前鋰離子電池的下一代電池。

　　優點：

　　1、安全性能高。液態的電解質短路時，溫度升高，將電解質點燃而發生爆炸。而固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，也克服了鋰枝晶現象，因而全固態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電解質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。加上固態電池體積小、穩定，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。在傳統鋰離子電池中，隔膜和電解液加起來占據了電池中近40%的體積和25%的質量，而使用固態電解質自然就可以減小體積和質量。

　　4、循環性能強。固態電解質解決了液態電解質在充放電過程中形成的固體電解質界面膜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。

　　缺點：

　　1、界面阻抗過大。固態電解質與電極材料之間的界面是固-固狀態，因此電極與電解質之間的有效接觸較弱，離子在固體物質中傳輸動力學低。

　　2、快充比較難。電池的阻抗、電導率等問題表現出來就是內阻大，就會阻礙充電，而且因為內阻大，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。成本是阻止商業化的最大因素，沒有利潤，自然沒有市場。固態電池制備工藝不夠成熟，電池使用數據收集不全面。僅是在全固態電池的電解質制造，固-固界面優化這兩個核心問題技術上的不成熟就足夠讓固態電池的成本居高不下了。

　　我國應對全固態鋰離子電池的發展

　　近日，日本東京工業大學等機構研究人員近日研發出可超高速充放電的全固態電池，朝著全固態電池實用化方向邁出一大步。盡管全球多國都在競相研發全固態電池，但其實用化面臨一大難題：高壓電極和固體電解質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。

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

　　中國的動力電池企業數量雖多，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的企業相對較少。如果只停留在產能比拼上，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，固態電池現在的制備技術成熟度還有待加強，能形成規模產能的企業有限，技術規模化擴產需要克服的困難還有很多，仍處于推廣發展期。但可以預期的是，隨著研發和工業技術的不斷發展，全固態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，固態電池產品的市場會迎來蓬勃發展的機遇。