固態(tài)鋰電池可繼承液態(tài)鋰電池＂江湖地位＂嗎

來(lái)源：存能電氣  日期：2020-06-12 16:45  瀏覽量：次

固態(tài)鋰電池可繼承液態(tài)鋰電池“江湖地位”嗎？不久前在北京召開(kāi)的第二屆儲(chǔ)能電池技術(shù)發(fā)展方向研討會(huì)上，與會(huì)專(zhuān)家就目前電池存在的問(wèn)題進(jìn)行了深入討論，認(rèn)為固態(tài)鋰電池相對(duì)更加理想的選擇。鋰電池廠(chǎng)家認(rèn)為，固態(tài)鋰電池采用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)有機(jī)液態(tài)電解液，有望從根本上解決電池安全性問(wèn)題，是電動(dòng)汽車(chē)和規(guī)模化儲(chǔ)能的理想化學(xué)電源。

固態(tài)鋰電池可繼承液態(tài)鋰電池“江湖地位”嗎？

通過(guò)設(shè)計(jì)生產(chǎn)的鋰電池為半固態(tài)鋰電池，日前意大利研究人員經(jīng)過(guò)8年努力研發(fā)出了一種新型半固態(tài)氧流量鋰電池，具有高達(dá)1兆瓦時(shí)／噸的能量密度，同時(shí)還可以像汽車(chē)“加油”一樣，在幾分鐘內(nèi)通過(guò)更換電池內(nèi)部液體電解質(zhì)完成充電。該電池采用一種新型液體電解質(zhì)，能夠有效導(dǎo)致電池失效的物質(zhì)生成，并保持電池性能，這種新型高能量密度半固態(tài)鋰氧電池出了優(yōu)異特性。

可繼承液態(tài)鋰電池“江湖地位”液態(tài)鋰電池為何會(huì)頻發(fā)，有專(zhuān)家分析，原因在于鋰電池在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞；電解液為有機(jī)液體，在高溫下會(huì)加劇發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向。

儲(chǔ)能的春天已經(jīng)到來(lái)，儲(chǔ)能行業(yè)開(kāi)始萌芽開(kāi)花，在各類(lèi)儲(chǔ)能中，電池儲(chǔ)能也是發(fā)展快的儲(chǔ)能方向。固態(tài)鋰電池是規(guī)?；瘍?chǔ)能理想的化學(xué)電源。近年來(lái)，學(xué)術(shù)界、產(chǎn)業(yè)界認(rèn)為采用固態(tài)電池在安全性上相對(duì)有所保障，視其可以繼承液態(tài)鋰電池的“江湖地位”。

固態(tài)鋰電池的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)

（1）固態(tài)鋰電池采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導(dǎo)物質(zhì)，取代以往鋰電池的電解液，大大提升了鋰電池的能量密度。采用固態(tài)電解質(zhì)，可以阻止電池中的一些成分燃燒。

（2）固態(tài)鋰電池的密度及結(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。因此在同樣的電量下，固態(tài)鋰電池體積將變得更小。而且由于固態(tài)鋰電池中沒(méi)有電解液，封存將會(huì)變得更加容易，在汽車(chē)等大型設(shè)備上使用時(shí)，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節(jié)約了成本，還能有效減輕重量。

（3）目前研發(fā)的疊片式大容量固態(tài)聚合物鋰離子電池，結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、節(jié)點(diǎn)少，不需要管理系統(tǒng)，在組裝電池組時(shí)只需串聯(lián)而非并聯(lián)。采用一些固態(tài)的電解液替代傳統(tǒng)的液態(tài)電解液，可以解決電池的漏液和碰撞后燃燒問(wèn)題，提高了電池的安全性。

（4）薄、體積?。簜鹘y(tǒng)鋰電池中需要使用隔膜和電解液，它們加起來(lái)占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代，正負(fù)極之間的距離可以縮短到甚至只有幾到十幾個(gè)微米，這樣電池的厚度就能大大地降低，因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。

固態(tài)鋰電池開(kāi)發(fā)還在路上，仍存在一些關(guān)鍵問(wèn)題有待突破。專(zhuān)家表示，固體鋰電池應(yīng)用于儲(chǔ)能領(lǐng)域需考慮到長(zhǎng)壽命、安全性等因素；另外還需解決長(zhǎng)期循環(huán)過(guò)程中的體積效應(yīng)、穩(wěn)定性和界面相容性等問(wèn)題。目前正針對(duì)關(guān)鍵核心問(wèn)題展開(kāi)更詳細(xì)的研究。

目前最有可能被應(yīng)用到固態(tài)鋰電池中的固態(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)。雖然存在諸多問(wèn)題，但固態(tài)鋰電池的發(fā)展前景是非常光明的，在未來(lái)替代現(xiàn)有液態(tài)鋰電池成為主流儲(chǔ)能電源也是大勢(shì)所趨。