鉅大LARGE | 點擊量：979次 | 2021年06月09日
全固態鋰離子電池關鍵材料研究以及特點分析
隨著社會的快速發展，我們的全固態鋰離子電池也在快速發展，那么你了解全固態鋰離子電池的詳細資料解析嗎?接下來讓小編帶領大家來詳細地了解有關的知識。全固態鋰離子電池作為最具潛力的電化學儲能裝置,近年來受到廣泛關注。隨著循環性、安全性等綜合技術指標的提升，固態二次鋰離子電池應用市場將逐漸擴大，全固態鋰離子電池有望成為下一代動力鋰離子電池廠家主導技術路線。
全固態二次鋰離子電池的優點
近年來，隨著電動汽車的興起以及對可再生能源發電的大型儲能設備的迫切需求，鋰離子電池的研究再次升溫，安全，大容量，大功率長壽命二次鋰離子電池成為人們關注的焦點。作為鋰離子電池的一種新形式，固態二次鋰離子電池從根本上具有鋰離子電池能量密度高的優點。此外，所有固態二次鋰離子電池還具有以下優點：
(1)高安全性能：由于液體電解質中含有易燃的有機溶劑，當發生內部短路時溫度突然升高，很容易引起燃燒甚至爆炸。必須安裝能抵抗溫度上升和短路的安全裝置結構，這會新增成本。但仍無法完全解決安全問題。特斯拉(Tesla)自稱是世界上最好的BMS，僅今年在我國就造成了兩起ModelS的嚴重火災事故。因此，期望所有基于無機固體電解質的固態鋰二次電池都具有高安全性。
(2)高能量密度：目前市場上使用的鋰離子電池的能量密度高達260Wh/kg，正在開發的鋰離子電池的能量密度可以達到300-320Wh/kg。關于所有固態鋰離子電池，假如將金屬鋰用作負極，則電池能量密度有望達到300-400Wh/kg，甚至更高。預計所有固態二次電池都將實現更高的功率密度。固體電解質使用鋰離子作為單一載體，并且沒有濃差極化，因此它可以在高電流條件下工作以提高電池的功率密度。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
(3)循環壽命長：固體電解質有望在液體電解質的充放電過程中防止固體電解質界面膜的持續形成和生長以及鋰枝晶刺穿隔膜的問題，這可能會大大改善循環性能和使用金屬鋰離子電池的使用壽命。
(4)工作溫度范圍寬：假如所有固態鋰離子電池都使用無機固體電解質，則最高工作溫度有望提高到300°C甚至更高。目前，要提高大容量全固態鋰離子電池的低溫性能。電池的特定工作溫度范圍重要與電解質的高溫和低溫特性以及界面電阻有關。
(5)寬的電化學窗口：所有固態二次鋰離子電池的電化學穩定性窗口都很寬，可以達到5V，適用于高壓電極材料，有利于進一步提高能量密度。目前，基于氮化鋰磷酸鋰的薄膜鋰離子電池可以在4.8V的電壓下工作。
(6)具有柔性的優點：固體二次鋰離子電池還具有結構緊湊，規?？烧{，設計靈活性大的特點。固態電池可以設計成厚度僅為幾微米的薄膜電池來驅動微電子設備，也可以制成用于驅動電動汽車，電網儲能和其他領域的大尺寸電池。在這些應用中，電池的形狀也可以根據特定要進行設計。
全固態鋰離子電池關鍵材料研究
●聚合物固態電解質：高分子聚合物固體電解質(SpE)，由于其相對，由聚合物基體(如聚酯，聚合酶和多胺等)和鋰鹽(如LiClO4，LiAsF4，LipF6，LiBF4等)組成。高質量，輕便，良好的粘彈性和出色的加工性能引起了廣泛的關注。
●氧化物固體電解質：根據材料結構，氧化物固體電解質可分為晶體和玻璃(無定形)兩種。結晶電解質包括鈣鈦礦型，NASICON型，LISICON型和石榴石型等。玻璃氧化物電解質的研究熱點是薄膜電池中使用的LipON型電解質。
●氧化物晶態固體電解質：氧化物晶體固體電解質化學穩定性高，可以在大氣中穩定存在，有利于所有固態電池的大規模生產。目前的研究重點是提高室溫離子電導率及其與電極的關系。電極的相容性有兩個方面。提高電導率最重要的方法是元素置換和異質元素摻雜。另外，與電極的相容性也是限制其應用的重要問題。
