全固態(tài)鋰電池的優(yōu)勢主要有哪些你知道嗎？
來源：寶鄂實業(yè)
2019-08-13 13:59
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1）安全性高，因為它沒有有機溶劑作為電解質(zhì)引發(fā)電解液燃燒問題；
2）能量密度高，因為固態(tài)電解質(zhì)的密度和使用量高于液態(tài)電解質(zhì)，而使用固態(tài)電解質(zhì)之后就沒有電解液泄漏問題，所以它可以一片片全部疊起來，這樣體積比能量就會高；
3）正極材料選擇的范圍寬，因為負極是鋰金屬，正極不含鋰都可以，而且電解質(zhì)的電壓窗口更寬，正極材料選擇范圍也就大，比能量就可以提高；
4）系統(tǒng)比能量高，由于電解質(zhì)無流動性，可以方便地通過內(nèi)串聯(lián)組成高電壓單體，利于電池系統(tǒng)成組效率和能量密度的提高。
目前國內(nèi)做固態(tài)電池研究的機構(gòu)和產(chǎn)業(yè)單位還不少，包括中科院青島能源所、（中科院）寧波材料所，（中科院）物理所等，也包括寧德時代、中航鋰電等。因為從固態(tài)電池到全固態(tài)電池的過程中有中間形態(tài)可以產(chǎn)業(yè)化，比如豐田計劃將在2022年實現(xiàn)固態(tài)鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)化（它是一種石墨負極＋硫化物電解質(zhì)＋高電壓正極的電池），所以固態(tài)電池比富鋰錳基正極材料電池值得跟蹤研究。
雖然今天的文章不涉及具體的投資邏輯，但是對于新人去篩選重點關(guān)注的公司還是有幫助的，比如選動力鋰電池企業(yè)要選那種既有當(dāng)前主流產(chǎn)品產(chǎn)能的，還要有未來產(chǎn)品形態(tài)技術(shù)儲備的，像寧德時代、國軒高科、璞泰來、杉杉股份等；而對鈷的投資是越往后不確定性越大。
前，動力電池全球化競爭日益激烈，雖然中國企業(yè)在本輪競爭中占據(jù)了市場規(guī)模優(yōu)勢，但歐美、日韓等企業(yè)已經(jīng)在為下一階段做布局，是潛在的強大競爭者。有不少專家呼吁建議，應(yīng)該關(guān)注固體電池發(fā)展的問題。盡管目前固態(tài)電池還多處于試驗階段，離走向產(chǎn)業(yè)化還有一定時間。但為了搶占未來發(fā)展的制高點，各企業(yè)對固態(tài)電池的研發(fā)已快馬加鞭，市場需求或推動固態(tài)電池量產(chǎn)提前。
按照《中國制造2025》確定的技術(shù)目標(biāo)，2020年鋰電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達到400Wh/kg，2030年能量密度達到500Wh/kg。但是基于高鎳三元+硅碳負極材料，現(xiàn)有體系的鋰電池的能量密度很難突破300Wh/kg。而固態(tài)鋰電池的能量密度大約為傳統(tǒng)鋰電池的2.5—3倍，且杜絕了電池破裂或高溫等意外帶來的燃燒隱患。
全固態(tài)鋰電池具有極高的安全性，其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，搭載全固態(tài)鋰電池的汽車的自燃概率會大大降低。
電解質(zhì)材料是全固態(tài)鋰電池技術(shù)的核心，目前固態(tài)電解質(zhì)的研究主要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經(jīng)有商業(yè)化的應(yīng)用案例;氧化物循環(huán)性能良好，適用于薄膜柔性結(jié)構(gòu);硫化物電導(dǎo)率最高，是未來主要方向。
既然固態(tài)電池有這么多優(yōu)點，為什么沒有大力推廣呢?這是因為固態(tài)電解質(zhì)具有高的電阻，在功率密度方面還存在一些待解決的問題，需要從固態(tài)電解質(zhì)、正負極材料上著手。電導(dǎo)率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在不小的挑戰(zhàn)，一旦這些問題能夠有效解決，必將在未來掀起一場新的電池革命。
總體來看固態(tài)電池的發(fā)展，電解質(zhì)可能遵循從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合到固態(tài)的路徑發(fā)展，最后到全固態(tài)。筆者認為，2020年前采用高鎳正極+準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)+硅碳負極實現(xiàn)300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態(tài)電解質(zhì)+硅碳/鋰金屬負極電池實現(xiàn)400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現(xiàn)500Wh/Kg。
