中科院解決方案有效降低界面阻抗提升電池綜合性能

中科院網(wǎng)站22日消息，青島能源所在高能量密度固態(tài)電池研究中取得進(jìn)展，針對固態(tài)電池發(fā)展中固固界面阻抗過大的瓶頸問題，中科院研究成員提出“原位自形成固態(tài)電解質(zhì)”的解決方案，有效降低界面阻抗和提升電池綜合性能。

據(jù)了解，固態(tài)電池陰極和固態(tài)電解質(zhì)之間的轉(zhuǎn)移電阻較高，會使固態(tài)電池的功率密度降低。此次中科院青島能源所采取原位聚合形成固態(tài)聚合物電解質(zhì)技術(shù)路線，構(gòu)筑一體化固態(tài)電池，該方法成功實現(xiàn)聚合物電解質(zhì)與電極界面之間的緊密接觸，降低界面阻抗，大幅提升電池的循環(huán)穩(wěn)定性，并與現(xiàn)有液態(tài)鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備和工藝相兼容，具有廣闊的產(chǎn)業(yè)化推廣前景。

目前中科院青島能源所已開發(fā)出6Ah大容量三元固態(tài)鋰電池，能量密度超過250Wh/kg，循環(huán)壽命超過500圈，通過5次穿釘實驗，固態(tài)電池并未起火和爆炸，安全性能極佳。固態(tài)電池是動力電池有效提高能量密度和安全性的重要發(fā)展方向，在技術(shù)進(jìn)步和企業(yè)不斷創(chuàng)新的推動下將迎來快速發(fā)展期。橫店東磁近日在互動易調(diào)研紀(jì)要中表示將組織研發(fā)固態(tài)電池，旗下三元動力電池8月已試生產(chǎn)。珈偉股份近日發(fā)布了全球首例固態(tài)鋰電池與快充鋰電池，并宣布石墨烯材料制備基地已經(jīng)進(jìn)入投產(chǎn)。

固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池，功率密度較低，能量密度較高。固態(tài)電池電解質(zhì)為固態(tài)，具有的密度以及結(jié)構(gòu)可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導(dǎo)更大的電流，進(jìn)而提升電池容量。不僅如此，固態(tài)電池由于沒有電解液，封存將會變得更加容易，在汽車等大型設(shè)備上使用也不需要額外增加冷卻管、電子控件等。

由于固態(tài)電池的優(yōu)勢和潛在市場規(guī)模，國內(nèi)外企業(yè)正積極布局研發(fā)。此前美國專利商標(biāo)局公布了蘋果公司一項與固態(tài)電池充電技術(shù)相關(guān)的新專利，表明蘋果公司正在積極研發(fā)。德國博世公司也通過收購進(jìn)軍固態(tài)電池領(lǐng)域。珈偉股份近日發(fā)布的固態(tài)鋰電池通過材料改性、材料基因組技術(shù)優(yōu)化等多重途徑，解決了液體鋰電池可能產(chǎn)生的安全隱患。同時，公司通過自主研發(fā)新型電極材料，大幅提升鋰電池的能量密度，并簡化工藝步驟、提高生產(chǎn)效率，顯著降低生產(chǎn)成本。

按照節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖，到2030年新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達(dá)到40%以上。路線圖還要求重點研發(fā)新體系動力電池，顯著提升能量密度，大幅降低成本，實現(xiàn)新體系動力電池規(guī)模化應(yīng)用，并對單體能量密度、電池系統(tǒng)成本均提出新的要求。隨著新能源汽車快速發(fā)展，提升動力電池續(xù)航能力、安全性將成為重要抓手，固態(tài)鋰電池由于高能量密度和安全性優(yōu)勢有望獲發(fā)展新契機(jī)。