新能源汽車想要降低價(jià)格以獲得市場優(yōu)勢，就不得不在電池上想辦法，可以說誰掌握了電池，誰就掌握了新能源汽車。所以，利用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)電解質(zhì)也許會(huì)是從本質(zhì)上提升鋰電池性能的便捷路徑。詳情一起來了解。

近日，北京理工大學(xué)電動(dòng)車輛國家工程實(shí)驗(yàn)室、中國電工技術(shù)學(xué)會(huì)電動(dòng)車輛專業(yè)委員會(huì)委員在第六屆中國鋰電新能源產(chǎn)業(yè)生態(tài)大會(huì)上表示，固態(tài)電池不僅會(huì)使電動(dòng)汽車充電時(shí)間短，而且還會(huì)提升續(xù)航里程長，這符合新能源電池的發(fā)展趨勢，或?qū)⒊蔀橄乱粋€(gè)行業(yè)風(fēng)口。

據(jù)悉，目前市場中應(yīng)用的鋰電池能量密度為200Wh/kg，如果采用固態(tài)電解質(zhì)，鋰電池能量密度基本可達(dá)300——400Wh/kg，幾乎翻了一番。相比液態(tài)電池，相同容量的電池組，固態(tài)電解質(zhì)電池相對(duì)較輕。

而且，固態(tài)電還能大大提升了電池的循環(huán)性和使用壽命，理想情況下其循環(huán)性能可以達(dá)到45000次左右。

一直以來，新能源汽車電池頻發(fā)事故說明了其還有非常大的改進(jìn)空間。

由于液態(tài)電解質(zhì)中含有易燃的有機(jī)溶液，發(fā)生短路溫度驟升時(shí)容易發(fā)生燃燒和爆炸，需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結(jié)構(gòu)。而固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題，也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，因而全固態(tài)電池具有極高安全性。

當(dāng)然，固態(tài)電解質(zhì)擁有更優(yōu)勢的同時(shí)，也存在一定的缺點(diǎn)，這也是目前固態(tài)電池止步于商業(yè)化的主要原因。

基于以上固態(tài)電池當(dāng)前需要解決讓電池的壽命、安全性以及成本之間實(shí)現(xiàn)最佳平衡。從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)化還需要一定時(shí)間，真正實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)預(yù)計(jì)在2020年以后，而大規(guī)模應(yīng)用則需要更長的時(shí)間。

作為動(dòng)力電池下一代技術(shù)方向，固態(tài)電池能夠極大的改善動(dòng)力電池安全性及提升能量密度，要積極支持固態(tài)電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，讓鋰電池產(chǎn)業(yè)從跟跑到領(lǐng)跑，促進(jìn)電動(dòng)汽車推廣應(yīng)用。
 

目前最有可能被應(yīng)用到全固態(tài)鋰離子電池中的固態(tài)電解質(zhì)材料包括PEO基聚合物電解質(zhì)、NASICON型和石榴石氧化物電解質(zhì)、硫化物電解質(zhì)。

在電極方面，除了傳統(tǒng)的過渡金屬氧化物正極、金屬鋰、石墨負(fù)極之外，一系列高性能正、負(fù)極材料也在不斷開發(fā)，包括高電壓氧化物正極、高容量硫化物正極、穩(wěn)定性良好的復(fù)合負(fù)極等。

但仍有問題亟待解決：

1）PEO基聚合物電解質(zhì)的電導(dǎo)率仍然較低，導(dǎo)致電池倍率和低溫性能不佳，另外與高電壓正極相容性差，具有高電導(dǎo)率且耐高壓的新型聚合物電解質(zhì)有待開發(fā);

2）為了實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的高儲(chǔ)能長壽命，對(duì)新型高能量、高穩(wěn)定性正、負(fù)極材料的開發(fā)勢在必行，高能量電極材料與固態(tài)電解質(zhì)的最佳組合及安全性需要確認(rèn)。

3）全固態(tài)電池中電極/電解質(zhì)固固界面一直存在比較嚴(yán)重的問題，包括界面阻抗大、界面穩(wěn)定性不良、界面應(yīng)力變化等，直接影響電池的性能。

雖然存在諸多問題，總體來說，全固態(tài)電池的發(fā)展前景是非常光明的，在未來替代現(xiàn)有鋰離子電池成為主流儲(chǔ)能電源也是大勢所趨。