目前大規(guī)模商業(yè)化的鋰二次電池普遍采用有機(jī)碳酸酯類的液態(tài)電解質(zhì)，易泄露、易燃燒、易爆炸等安全問(wèn)題限制了該類電解質(zhì)的進(jìn)一步應(yīng)用。

 

　　全固態(tài)聚合物電解質(zhì)(all-solid-state polymer electrolytes，ASPEs)電池具有安全性能好、能量密度高、工作溫度區(qū)間廣、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，是鋰離子電池領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。ASPEs通常還具有優(yōu)異的力學(xué)性能，可以很好地抑制鋰金屬電極在充放電過(guò)程中的枝晶生長(zhǎng)，所以在鋰金屬電池領(lǐng)域也具有十分重要的應(yīng)用前景。

 

　　研究較多的幾種ASPEs體系，包括聚氧化乙烯(PEO)基體系、聚碳酸酯基體系、聚硅氧烷基體系、聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系。

 

　　PEO基ASPEs是研究最早且研究最多的一類ASPEs材料，但其高結(jié)晶性造成室溫Li+遷移困難、離子電導(dǎo)率低等問(wèn)題，所以研究人員研發(fā)了一系列降低PEO結(jié)晶度、提升體系離子電導(dǎo)率的改性手段。

 

　　聚碳酸酯基ASPEs主鏈結(jié)構(gòu)中含有強(qiáng)極性碳酸酯基團(tuán)而且室溫?zé)o定形態(tài)，使得鋰鹽更容易解離，且室溫離子電導(dǎo)率一般較PEO基要高，是比較有潛力的PEO基ASPEs替代材料。

 

鋰電池用全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的研究進(jìn)展

 

　　除了碳鏈聚合物，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低的聚硅氧烷基ASPEs體系也因?yàn)槠漭^高的離子電導(dǎo)率受到研究人員關(guān)注。

 

　　在鋰電池充放電過(guò)程中，Li+才是有效載荷子，電解質(zhì)中陰離子的遷移會(huì)增加電解質(zhì)體系的濃差極化，所以陰離子不發(fā)生遷移、Li+遷移數(shù)接近于1的聚合物鋰單離子導(dǎo)體也是一類具有研究?jī)r(jià)值的ASPEs材料。

 

　　關(guān)于全固態(tài)聚合物電解質(zhì)的應(yīng)用前景及未來(lái)發(fā)展方向，PEO基體系的研究重點(diǎn)在于發(fā)展有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合體系、聚碳酸酯基體系的研究重點(diǎn)在于發(fā)展與其它聚合物的共混體系、聚硅氧烷基體系的研究重點(diǎn)在于增強(qiáng)體系力學(xué)性能、聚合物鋰單離子導(dǎo)體體系的研究重點(diǎn)在于設(shè)計(jì)離子電導(dǎo)率更高的新型聚陰離子鋰鹽。動(dòng)力電池的性能除了取決于材料之外，還與其體系、結(jié)構(gòu)、工藝有著莫大的關(guān)系。

 

　　威高東生是國(guó)內(nèi)首家采用有機(jī)無(wú)機(jī)復(fù)合膜技術(shù)，獲得多項(xiàng)專利，隔膜技術(shù)登錄為國(guó)家科技成果。其隔膜為三維多孔材料復(fù)合膜區(qū)別于日美的結(jié)構(gòu)復(fù)合膜，是國(guó)際首家采用此技術(shù)制備三元?jiǎng)恿酆衔镤囯x子電池企業(yè)，其膜特點(diǎn)熱蠕變小，交換通道多，比表面積大，安全穩(wěn)定性高，結(jié)合”多孔電極”疊片技術(shù)，即隔膜為三維多孔結(jié)構(gòu)，電極本身也是多孔結(jié)構(gòu)，因此電極反應(yīng)的真實(shí)比表面積要高于傳統(tǒng)液態(tài)體系鋰離子電池8-10倍。離子的導(dǎo)電通道多且遷移路程較短，因而加快了離子交換速度，電池工作時(shí)可以放出大的電流產(chǎn)熱低。此外，高繞度高曲度多孔結(jié)構(gòu)比表面積大吸液率保液率高，離子快速交換化學(xué)摩擦產(chǎn)熱低，極化產(chǎn)熱小。電池工作產(chǎn)熱小。

 

　　據(jù)了解，威高東生的采用外嵌網(wǎng)狀集流體技術(shù)及表面預(yù)處理技術(shù)，電流分布均勻，散熱好，控制膨脹不脫粉，接觸電阻小，循環(huán)壽命長(zhǎng)，通過(guò)單元片的疊加形成電堆，容量設(shè)計(jì)空間大。采用相分離技術(shù)，無(wú)游離態(tài)電解質(zhì)存在，使電池的安全性能大幅度提升。這種疊片工藝的優(yōu)點(diǎn)是，采用網(wǎng)狀集流體，可瞬間分散大電流，分散高熱量?？伤苄詮?qiáng)，形狀不受限制，可做成三角形，圓形等任意形狀，最薄可達(dá)0.5mm。

 

　　在采訪中，筆者特別提到之前發(fā)生的幾起電動(dòng)汽車碰撞起火事故。王慶生總經(jīng)理表示，事故發(fā)生之后對(duì)行業(yè)產(chǎn)生了很大的沖擊波，國(guó)家隨之提升了動(dòng)力電池的安全指標(biāo)。但是更需要完善整體系統(tǒng)的健壯性，電池-電控-BMS管理-充電機(jī)技術(shù)-客戶使用 整個(gè)鏈條要鏈接要系統(tǒng)化，每個(gè)環(huán)節(jié)都有可能造成安全隱患。威高東生擁有全系統(tǒng)解決方案，從材料到電池，從均衡、BMS到充電管理，到客戶使用及一站式服務(wù)是國(guó)內(nèi)少有的。并且是2012年首家三元聚合物鋰電池組通過(guò)201所認(rèn)證企業(yè)，其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)均具有較高的安全性，且通過(guò)了UL、CE、Rohs、TUV、SGS、UN38.3 TS16949等安標(biāo)認(rèn)證。