根據(jù)近期流傳的技術(shù)趨勢(shì)預(yù)測(cè)，全固態(tài)鋰電池，可能在2030年之前實(shí)現(xiàn)固態(tài)電解質(zhì)技術(shù)突破，單體能量密度超過(guò)500Wh/kg的目標(biāo)，并且達(dá)到量產(chǎn)能力。今天關(guān)注一下全固態(tài)電解質(zhì)鋰電池。

1鋰電池的種類

鋰電池的分類方法比較多，可以按照正極材料類型劃分，負(fù)極材料類型劃分，電解液類型劃分等等，我們常說(shuō)的三元材料還是磷酸鐵鋰或者錳酸鋰，就是按照正極材料劃分的結(jié)果。在鋰電池當(dāng)前發(fā)展階段上，鋰電池性能上的差異主要表現(xiàn)在正極材料的差異上，因此人們習(xí)慣于用正極材料的名稱給一個(gè)技術(shù)路線命名。

今后兩年，高鎳三元將成為量產(chǎn)可能性最高的一種技術(shù)路線，而含鎳量的不同，又成了技術(shù)路線的名字，622、811，這是鎳鈷錳在三元正極材料中的占比關(guān)系。這仍然是一種針對(duì)正極材料差異的提法。

歐陽(yáng)明高院士最近給出的技術(shù)路線預(yù)測(cè)中，高鎳以后，能量密度達(dá)到400Wh/kg的希望，很大程度上寄托在全固態(tài)電池的身上。固態(tài)電池，相對(duì)于傳統(tǒng)鋰電池的液態(tài)電解液而言的，電解質(zhì)為導(dǎo)電率很高的純固態(tài)物質(zhì)，這是一種針對(duì)電解液形態(tài)的命名方式。

與固態(tài)電池平行的另外兩種技術(shù)路線應(yīng)該可以叫做液態(tài)電解液鋰電池和半固態(tài)電解液鋰電池。液態(tài)電解液鋰電池，傳統(tǒng)稱呼中三元、磷酸鐵鋰、錳酸鋰都屬于液態(tài)電解液鋰電池范圍。半固態(tài)電解液，電解質(zhì)是介于固態(tài)和液態(tài)之間的狀態(tài)，現(xiàn)在常見(jiàn)的材料是聚合物電解質(zhì)，在常溫下為凝膠態(tài)。

2全固態(tài)鋰電池的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1)安全性好，電解質(zhì)無(wú)腐蝕，不可燃，也不存在漏液?jiǎn)栴};

2)高溫穩(wěn)定性好，可以在60℃-120℃之間工作;

3)有望獲得更高的能量密度。固態(tài)電解液，力學(xué)性能好，有效抑制鋰單質(zhì)直徑生長(zhǎng)造成的短路問(wèn)題，使得可以選用理論容量更高的電極材料，比如鋰單質(zhì)做負(fù)極;固態(tài)電解質(zhì)的電壓窗口更寬，可以使用電位更高的材料做正極而不惜擔(dān)心電解質(zhì)分解問(wèn)題;

4)固態(tài)電解質(zhì)支持電芯薄膜化設(shè)計(jì)，最小可以達(dá)到幾個(gè)納米，拓寬了鋰電池的應(yīng)用范圍，并且使得電池自帶柔性成為可能。

5)可以選用電阻較大、充放電過(guò)程體積變化比較大的材料做正負(fù)極，薄膜化的正負(fù)極材料，只要成膜性能好，即使材料電阻偏大，只要足夠薄以后，依然不會(huì)給電池特性帶來(lái)明顯影響。

缺點(diǎn)

1)溫度較低的時(shí)候，內(nèi)阻比較大;

2)材料導(dǎo)電率不高，功率密度提升困難;

3)制造大容量單體困難;

4)大規(guī)模制造中的正負(fù)極成膜技術(shù)還在集中火力研究中。