全固態(tài)電池與鋰離子電池主要區(qū)別有哪些？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-18 05:31
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相同能量下，全固態(tài)電池更薄且體積更小。傳統(tǒng)鋰離子電池中，隔膜和電解液共占據(jù)了電池中近4成的體積和2成的質(zhì)量。如果用固態(tài)電解質(zhì)取代，那么電極間距可以縮短到微米級(jí)，極大降低電池厚度 ，因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。
不僅如此，經(jīng)過(guò)氣相沉積制備的全固態(tài)電池，其整體厚度可能只有幾十個(gè)微米，因此就可以制成非常小的電源器件，整合到MEMS（微機(jī)電系統(tǒng)）領(lǐng)域，從而方便電池應(yīng)用在新型小尺寸智能電子設(shè)備，實(shí)現(xiàn)終端產(chǎn)品的小微型化。
其次，全固態(tài)電池輕便，能量密度高。使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變，可以使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極取代石墨負(fù)極這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。在OFweek鋰電網(wǎng)5月份舉辦的研討會(huì)上，來(lái)自固體新能源的胡啟朝帶來(lái)的能量密度可達(dá)500瓦時(shí)/千克固態(tài)鋰金屬電池就是一個(gè)成功的佐證。詳情可參考《美國(guó)麻省固體能源胡啟朝：固態(tài)鋰金屬電池是追求能量密度最優(yōu)方案》一文。
值得一提的是，使用全固態(tài)電池，可以解決許多新型高性能電極材料與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性問(wèn)題。
綜合考慮到以上兩大因素，全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池，能量密度可以有一個(gè)較大幅度的提升。目前為止，許多實(shí)驗(yàn)室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300-400Wh/kg的全固態(tài)電池。
從能量密度的數(shù)據(jù)上看，全固態(tài)電池帶給人們更多的直觀體會(huì)是我們的手機(jī)等電子產(chǎn)品從“一天一充”升級(jí)到“兩天一充”。
國(guó)內(nèi)不少證券機(jī)構(gòu)研究員表示，固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰電池相比具有更高的能量密度，同時(shí)擁有更大的功率和更長(zhǎng)的使用時(shí)間，是下一代鋰電池發(fā)展的大趨勢(shì)。
目前，我國(guó)也在積極布局固態(tài)電池研究，工信部等四部委印發(fā)的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》明確提出，加大投入研發(fā)固態(tài)電池等新型電池。隨著巨頭紛紛入局，將推動(dòng)技術(shù)突破加速，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用有望提前。
眾多行業(yè)專家都對(duì)固態(tài)電池成為下一代電池技術(shù)寄予厚望。接受采訪的業(yè)內(nèi)人士指出，新能源電池的關(guān)鍵是續(xù)航能力，一旦能突破500公里或者更高，那么電動(dòng)汽車的市場(chǎng)滲透率將明顯提高。而這也將是中國(guó)有關(guān)企業(yè)與國(guó)外競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。
OFweek鋰電網(wǎng)編輯認(rèn)為，固態(tài)電池將成為國(guó)內(nèi)外新能源競(jìng)爭(zhēng)的新戰(zhàn)場(chǎng)。大眾汽車去年宣布大舉進(jìn)入固態(tài)電池研究領(lǐng)域，到2030年大眾全部車型都將有電動(dòng)版，將投資500億歐元到電動(dòng)車電池、200億歐元到電動(dòng)車。大眾方面表示已經(jīng)在計(jì)劃下一代電動(dòng)車電池，即里程超過(guò)1000公里的固態(tài)電池，并將在2025年量產(chǎn)。目前全球在這一技術(shù)方面的先鋒是德國(guó)、日本、美國(guó)、法國(guó)。中國(guó)緊追其后。我國(guó)的動(dòng)力電池龍頭企業(yè)寧德時(shí)代在聚合物和硫化物基固態(tài)電池方向，分別開展了相關(guān)的研發(fā)工作并取得了初步進(jìn)展，并在規(guī)模化生產(chǎn)上提出了初步的工藝路線。
固態(tài)電池作為鋰電池未來(lái)發(fā)展的一個(gè)方向，全球范圍內(nèi)已有多家企業(yè)開始布局。國(guó)內(nèi)上市公司中，國(guó)軒高科在投資者互動(dòng)平臺(tái)表示，已在研發(fā)固態(tài)電池及固態(tài)電解質(zhì)。橫店?yáng)|磁在接受機(jī)構(gòu)調(diào)研時(shí)表示，將組織研發(fā)固態(tài)電池， 旗下三元?jiǎng)恿﹄姵厝ツ?月份試生產(chǎn)。
