鉅大LARGE | 點擊量：1045次 | 2018年10月10日
固態電池或取代鋰電池成為主流？
作為電動汽車的“心臟”，動力電池備受矚目。鋰離子電池因其具有能量密度高、自放電率低、循環效率高，循環壽命長等特點，受到了新能源汽車產業的歡迎，取得了長足的發展。
但目前的鋰離子電池技術尚未成熟，安全性不穩定的問題仍然存在。最近頻發的起火事件，讓人對鋰離子電池的安全性產生了懷疑。而固態電池技術有望成為破解電動車安全問題的新選擇。
近年來大型動力電池事故頻發，很大程度上是由于電池內部使用液態電解質。商用的鋰離子電池一般都采用有機液態電液，易燃燒，還可能滲漏液體，造成環境污染。固態電解質不易燃，還不會產生液態電解液，因此不帶腐蝕性。用固態電解質代替液態電解液，是公認的可以提升鋰電池安全性能最為有效的方法之一。
固態鋰電池已進入全球加快布局和研發的階段，很多著名機構都在開發固態鋰電池。包括韓國三星、日本豐田和我國寧德時代在內的眾多電池和汽車廠商，都加大了固態電池研發投入，已有部分電池進入裝車測試階段。盡管前景可期，但由于技術和工藝上的種種問題，發展固態電池的道路絕非一帆風順。
現今固態電池采用的固態電解質普遍存在性能短板，距離高性能鋰離子電池系統的要求仍有不小的差距。固態電解質和電極的界面處理也是固態電池目前面臨的一大難題。在固體電解質中鋰離子傳輸阻抗很大，與電極接觸的剛性界面接觸面積小，在充放電過程中電解質體積的變化容易破壞界面的穩定。
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%
此外，在固態鋰電池中，除了電解質和電極之間的界面，電極內部還存在復雜的多級界面，電化學以及形變等因素都會導致接觸失效影響電池性能。
長期使用時穩定性不理想也是長壽命儲能固態電池發展的瓶頸。固態電池在服役過程中結構與界面會隨時間發生退化，但退化對電池綜合性能的影響機制尚不明確，難以實現長效應用。
只有從根本上解決了關鍵材料和界面問題，才能開展系統的工藝研究，從而滿足單電池的性能要求。目前，各種新技術“百家爭鳴”，一些固態電池技術有了最新突破。
在固體電解質材料上，業內發現基于石榴石結構的鋰鑭鋯氧（LLZO）固體電解質體系的固態電池具有優異的循環性能和倍率性能，它也因此成為一大技術熱點。LLZO是一種性能優異的填料，能夠提高聚合物基復合固態電解質的性能。基于LLZO的固態電池循環1000次后容量仍能保持81%。
另一種電解質材料思路是使用剛性的聚合物骨架和無機顆粒與柔性的聚合物離子傳輸材料融合。通過聚合物和聚合物之間，以及聚合物和無機顆粒之間的路易斯酸堿相互作用，可為鋰離子傳輸創造新通道，大幅提升電解質的綜合性能。
界面處理的研究熱點主要集中在界面設計及修飾層上，目前凝膠化的界面設計已經取得了較好成果。通過凝膠態的聚合物對界面進行修飾，增加接觸面積的同時還可以緩沖循環過程中的體積效應，在室溫下經過300次循環，基本無退化，這樣的結構設計較好地改善了電池性能。
總的來說，對于固態電池的研究，目前還是偏學術多一些，在產業化方面，因為一些關鍵技術涉及到各個企業核心技術而無法獲取，導致基于工程化應用方面的技術還是需要進行進一步探究。
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