關(guān)于固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)以及發(fā)展概況

什么是固態(tài)鋰二次電池?人類社會(huì)的進(jìn)步離不開社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如固態(tài)鋰二次電池。

由于這一塊的量產(chǎn)較少，技術(shù)不成熟，我借鑒同行文章來描述制造過程。從固態(tài)鋰二次電池的形式可分為薄膜型和大容量型兩大類。各類型固態(tài)鋰離子電池的電池封裝技術(shù)相似，重要差別在于電極和電解質(zhì)膜的制備。

由于液態(tài)電解質(zhì)中含有易燃的有機(jī)溶劑，發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)溫度驟升容易引起燃燒，甚至爆炸，需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結(jié)構(gòu)，這樣會(huì)增加成本，但仍無法徹底解決安全問題。號(hào)稱BMS做到全球最好的特斯拉，在今年僅國(guó)內(nèi)就有兩輛ModelS發(fā)生嚴(yán)重起火事件。因而基于無機(jī)固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰二次電池有望具有很高的安全特性。

電解質(zhì)材料是固態(tài)鋰離子電池技術(shù)的核心。固體鋰離子電池的電解質(zhì)材料在很大程度上決定了固體鋰離子電池的功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性、高低溫和使用壽命等功能參數(shù)。根據(jù)固體電解質(zhì)材料的種類，可分為聚合物固體鋰離子電池和無機(jī)固體鋰離子電池。不同類型的電解質(zhì)具有不同的功能。根據(jù)不同的結(jié)構(gòu)規(guī)劃，固體鋰離子電池可分為薄膜型和大容量型。

大容量固態(tài)鋰二次電池由于其廣泛的應(yīng)用和廣闊的市場(chǎng)，要快速低成本地制備。在液態(tài)鋰離子電池中廣泛應(yīng)用的高速擠出涂層或噴涂技術(shù)可供參考。以聚合物固體電解質(zhì)為基礎(chǔ)制備大容量全固態(tài)鋰二次電池，接近于現(xiàn)有鋰離子電池的纏繞工藝。然而,鑒于目前靈活性較差,無機(jī)固體電解質(zhì)膜的制備全固態(tài)鋰二次電池更將使用紋理的過程,至于具體是分別在陽極電解液和隔膜制備的復(fù)合材料,或采用雙層或多層涂層制備電解液陽極復(fù)合層,更適合大規(guī)模生產(chǎn)的技術(shù)路線還有待進(jìn)一步的研究。

目前，市場(chǎng)中應(yīng)用的鋰離子電池電芯能量密度最高達(dá)到260Wh/kg左右，正在開發(fā)的鋰離子電池能量密度可達(dá)到300-320Wh/kg。對(duì)全固態(tài)鋰電池來說，如果負(fù)極采用金屬鋰，電池能量密度有望達(dá)到300-400Wh/kg，甚至更高。全固態(tài)二次電池有望獲得更高的功率密度。固態(tài)電解質(zhì)以鋰離子作為單一載流子,不存在濃差極化,因而可工作在大電流條件,提高電池的功率密度。

固態(tài)鋰離子電池在電解質(zhì)固態(tài)方面不同于傳統(tǒng)鋰離子電池。全固態(tài)鋰離子電池與傳統(tǒng)鋰離子電池相同，包括電池的每個(gè)電池單元(正極、負(fù)極、電解質(zhì))，其工作原理與傳統(tǒng)鋰離子電池相同。據(jù)介紹,現(xiàn)在的第一次大規(guī)模生產(chǎn)的生產(chǎn)線重要生產(chǎn)固體鋰離子電池能量密度高、大容量靈活的固體電池,高安全可靠的電池,和6其他生產(chǎn)線準(zhǔn)備,努力滿足需求的汽車公司在動(dòng)力鋰電池在2020年。

本文只能帶領(lǐng)大家對(duì)固態(tài)鋰二次電池有了初步的了解，對(duì)大家入門會(huì)有一定的幫助，同時(shí)需要不斷總結(jié)，這樣才能提高專業(yè)技能，也歡迎大家來討論文章的一些知識(shí)點(diǎn)。