固態(tài)電池的優(yōu)勢是能量密度大和安全性能好嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-05-21 11:45
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據(jù)中科院物理所研究員、固態(tài)離子學課題組組長黃學杰介紹，固態(tài)鋰電池采用金屬鋰作為負極，固體無機或高分子材料作為電解質(zhì)，能量密度比采用同類型正極材料的鋰電子電池高20%～30%。
除能量密度外，安全性是固態(tài)電池的更大優(yōu)勢。對此，中國科學院青島生物能源與過程研究所副研究員董衫木表示，目前液態(tài)鋰電池選擇使用的液態(tài)有機電解液易燃易爆，用固態(tài)電解質(zhì)代替液態(tài)電解液，是公認可以提升鋰電池安全性能最為有效的方法之一。
據(jù)清華大學材料學院副教授李亮亮分析，固態(tài)電解質(zhì)不易燃，還不會產(chǎn)生液態(tài)電解液，因此不帶腐蝕性，是解決電池安全性問題的有效方法，也符合未來電池發(fā)展的趨勢。同時，固態(tài)電解質(zhì)較高的機械強度也能有效地抑制電池循環(huán)過程中鋰枝晶的刺穿，使鋰金屬負極的應用成為可能。
根據(jù)固態(tài)電池中固態(tài)電解質(zhì)的狀態(tài)，可以將固態(tài)電池分為全固態(tài)和半固態(tài)電池，前者的電解質(zhì)是純固態(tài)，但在電芯中有少量的液態(tài)電解質(zhì)，后者就是一半固態(tài)電解質(zhì)、一半液態(tài)電解質(zhì)，如前述的24M這家公司的產(chǎn)品。
雖然固態(tài)電池具有高安全性、高能量密度、循環(huán)次數(shù)高、相對較輕等特點，但界面阻抗大(電解質(zhì)跟材料界面是固—固狀態(tài)，不利于鋰離子傳輸)、快充難度大(高阻抗、低導電率導致內(nèi)阻大)、成本高等一系列問題尚待解決。”勁邦資本合伙人王榮進如此分析。
中科院青島生物能源與過程研究所研究員崔光磊認為，現(xiàn)在的固態(tài)電池還停留在研發(fā)階段，主要是因為固態(tài)電池存在容量衰減、內(nèi)阻增加、內(nèi)路短、熱失控、日歷等失效行為，降低了電池的能量密度、功率密度、循環(huán)壽命、安全性和可靠性。
從實操的角度來看，清陶新能源材料研究院院長何泓材認為，固態(tài)電池研發(fā)和生產(chǎn)的挑戰(zhàn)主要在于：高離子導電率固態(tài)電解質(zhì)材料的開發(fā)、固體與固體之間的接觸界面高阻抗和穩(wěn)定性、固態(tài)電池特需設備的開發(fā)等。只有對這些挑戰(zhàn)都找到解決方案，固態(tài)電池才能夠?qū)崿F(xiàn)量產(chǎn)。
不少創(chuàng)業(yè)公司可能僅僅在其中一兩點上有自己的解決方案，最終還是沒能實現(xiàn)固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化。
在王榮進看來，固態(tài)電池的應用演進路徑是：先要在消費電子領(lǐng)域推廣，經(jīng)過充分的驗證后， 再經(jīng)過1～2年整車測試驗證，才能真正在汽車上使用，這一過程至少還需要5～7年。
