《汽車縱橫》：固態(tài)電池與我們聽到的全固態(tài)鋰電池是否是一回事?什么才是全固態(tài)鋰電池?如何理解這些概念上的區(qū)別?

 

 

 

歐陽(yáng)明高：全固態(tài)鋰電池，這幾個(gè)詞每一個(gè)字都不能少、不能變，“全固態(tài)”與“固態(tài)”不同，“鋰電池”和“鋰離子電池”不是一個(gè)概念。所謂“全固態(tài)鋰電池”是一種在工作溫度區(qū)間內(nèi)所使用的電極和電解質(zhì)材料均呈固態(tài)，不含任何液態(tài)組分的鋰電池，所以我們?nèi)Q是“全固態(tài)電解質(zhì)鋰電池”。根據(jù)其是否可以反復(fù)充放，可進(jìn)一步分成全固態(tài)鋰一次電池和全固態(tài)鋰二次電池，一次電池其實(shí)已經(jīng)有用的。全固態(tài)鋰二次電池又分成全固態(tài)鋰離子電池和鋰金屬電池，這兩個(gè)概念又要區(qū)別，所謂全固態(tài)金屬鋰電池的負(fù)極用的是鋰金屬，目前在用的動(dòng)力電池的負(fù)極多為碳、硅碳或者鈦酸鋰。

 

 

 

全固態(tài)鋰電池的概念比鋰離子電池出現(xiàn)得更早，鋰離子電池只有25年左右的歷史，是日本人發(fā)明的，真正用于車上也就10多年，很年輕但是進(jìn)步很快。早期所指的全固態(tài)鋰電池，都是以金屬鋰為負(fù)極的全固態(tài)金屬鋰電池。這就是以前的概念。

 

 

 

《汽車縱橫》：固態(tài)鋰離子電池跟全固態(tài)鋰電池的具體區(qū)別是什么?

 

 

 

歐陽(yáng)明高：固態(tài)電池，不一定是全都是固態(tài)電解質(zhì)，還有一點(diǎn)液態(tài)，是液態(tài)與固態(tài)混合的，差別在于混合的比例是多少。真正的固態(tài)鋰離子電池，其電解質(zhì)是固態(tài)，但在電芯中有少量的液態(tài)電解質(zhì);所謂半固態(tài)，就是固態(tài)電解質(zhì)、液態(tài)電解質(zhì)各占一半，或者說(shuō)電芯的一半是固態(tài)的、一半是液態(tài)的，所以還有準(zhǔn)固態(tài)鋰電池，即主要為固態(tài)，少量是液態(tài)。

 

 

 

《汽車縱橫》：全固態(tài)鋰電池有哪些特點(diǎn)特別是優(yōu)勢(shì)?為什么能引起全球動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的關(guān)注和投入研發(fā)?

 

 

 

歐陽(yáng)明高：主要因素是它能解決目前困擾動(dòng)力電池發(fā)展的兩大關(guān)鍵問(wèn)題，即安全性差和能量密度低。全固態(tài)鋰電池有幾個(gè)潛在的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，首先，它安全性高，由于采用高熱穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)，代替了易燃的常規(guī)有機(jī)溶劑電解液，電池燃燒問(wèn)題可以得到有效解決。第二，能量密度高，由于金屬鋰的容量超高，基于相同正極時(shí)，固態(tài)金屬鋰電池與常規(guī)液態(tài)鋰離子電池相比，其能量密度可以得到大幅提升。需要說(shuō)明的是，由于固體電解質(zhì)密度和使用量高于液態(tài)電解質(zhì)，在正負(fù)極材料相同時(shí)，全固態(tài)鋰電池優(yōu)勢(shì)不明顯。第三，正極材料選擇的范圍寬，因?yàn)槿虘B(tài)鋰電池可以直接采用金屬鋰為負(fù)極，不要求正極結(jié)構(gòu)中必須含鋰，一些高容量的貧鋰態(tài)材料也可以作為正極;此外，無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)寬的電壓窗口也為高電壓正極材料的應(yīng)用提供了可能。第四，系統(tǒng)比能量高，由于電解質(zhì)無(wú)流動(dòng)性，可以方便地通過(guò)內(nèi)串聯(lián)組成高電壓?jiǎn)误w，利于電池系統(tǒng)成組效率和能量密度的提高。