固態(tài)鋰離子電池對(duì)材料性能有什么要求？
來(lái)源：寶鄂實(shí)業(yè)
2020-04-01 09:42
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固態(tài)鋰離子電池是一類(lèi)使用固體電極材料和固體電解質(zhì)材料的鋰電池。與液態(tài)鋰離子電池，混合固液鋰離子電池不同，固態(tài)鋰離子電池的電池單體中不含有任何液體電解質(zhì)、液態(tài)溶劑及液態(tài)添加劑。固態(tài)鋰離子電池在安全性、循環(huán)性、耐高溫性、能量密度等方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢(shì)，對(duì)材料的性能指標(biāo)要求也不同。
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1、離子電導(dǎo)率：固態(tài)電解質(zhì)是電池內(nèi)部離子傳導(dǎo)的介質(zhì)，離子電導(dǎo)率的高低直接影響電池內(nèi)阻大小和電池倍率性能。
2、鋰離子遷移數(shù)：遷移數(shù)過(guò)低，陰離子會(huì)集聚在電極表面導(dǎo)致電池極化加劇，增大電池內(nèi)阻。
3、固固界面相容性：相關(guān)材料要具備良好的物理相容性和化學(xué)相容性，保證固態(tài)電解質(zhì)和固體電極接觸充分，在服役過(guò)程中界面接觸穩(wěn)定，不易分離，同時(shí)電解質(zhì)和電極之間無(wú)電化學(xué)副反應(yīng)發(fā)生。
4、機(jī)械性能與韌性：目前的固態(tài)電解質(zhì)體系中，聚合物電解質(zhì)具有良好的韌性，機(jī)械強(qiáng)度比較好，但多數(shù)無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)質(zhì)地較脆，影響固態(tài)電池的推廣使用。
固態(tài)鋰離子電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液，有望從根本主解決電池安全性問(wèn)題，是電動(dòng)汽車(chē)和規(guī)?；瘍?chǔ)能理想的化學(xué)電源。其關(guān)鍵主要包括制備高室溫電導(dǎo)率和電化學(xué)穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)以及適用于固態(tài)鋰離子電池的高能量電極材料、改善電極/固態(tài)電解質(zhì)界面相容性。
固態(tài)鋰離子電池安全性能和能量密度優(yōu)勢(shì)顯著，有望替代傳統(tǒng)電池成為下一代動(dòng)力電池。一是新能源汽車(chē)的理想動(dòng)力來(lái)源，目前液態(tài)鋰離子電池安全性能差，其易燃易爆問(wèn)題存在重大的安全隱患，而固態(tài)鋰離子電池安全性遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電池；二是市場(chǎng)前景廣闊，據(jù)預(yù)測(cè)，全球固態(tài)鋰電池需求量到2030年有望達(dá)到494.9GWh，市場(chǎng)空間超過(guò)1500億元。
