關(guān)于全固態(tài)鋰離子電池關(guān)鍵材料研究以及特點(diǎn)分析

隨著社會的快速發(fā)展，我們的全固態(tài)鋰離子電池也在快速發(fā)展，那么你知道全固態(tài)鋰離子電池的詳細(xì)資料解析嗎?接下來讓小編帶領(lǐng)大家來詳細(xì)地了解有關(guān)的知識。全固態(tài)鋰離子電池作為最具潛力的電化學(xué)儲能裝置,近年來受到廣泛關(guān)注。隨著循環(huán)性、安全性等綜合技術(shù)指標(biāo)的提升，固態(tài)二次鋰離子電池應(yīng)用市場將逐漸擴(kuò)大，全固態(tài)鋰離子電池有望成為下一代動力鋰離子電池廠家主導(dǎo)技術(shù)路線。

全固態(tài)二次鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)

近年來，隨著電動汽車的興起以及對可再生能源發(fā)電的大型儲能設(shè)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(guān)注的焦點(diǎn)。作為鋰離子電池的一種新形式，固態(tài)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(yōu)點(diǎn)。此外，所有固態(tài)二次鋰離子電池還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)高安全性能：由于液體電解質(zhì)中含有易燃的有機(jī)溶劑，當(dāng)發(fā)生內(nèi)部短路時(shí)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(jié)構(gòu)，這會增加成本。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，僅今年在中國就造成了兩起ModelS的嚴(yán)重火災(zāi)事故。因此，期望所有基于無機(jī)固體電解質(zhì)的固態(tài)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(dá)260Wh / kg，正在開發(fā)的鋰離子電池的能量密度可以達(dá)到300-320Wh / kg。對于所有固態(tài)鋰離子電池，如果將金屬鋰用作負(fù)極，則電池能量密度有望達(dá)到300-400Wh / kg，甚至更高。預(yù)計(jì)所有固態(tài)二次電池都將實(shí)現(xiàn)更高的功率密度。固體電解質(zhì)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。

(3)循環(huán)壽命長：固體電解質(zhì)有望在液體電解質(zhì)的充放電過程中防止固體電解質(zhì)界面膜的連續(xù)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(huán)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：如果所有固態(tài)鋰離子電池都使用無機(jī)固體電解質(zhì)，則最高工作溫度有望提高到300°C甚至更高。目前，需要提高大容量全固態(tài)鋰離子電池的低溫性能。電池的特定工作溫度范圍主要與電解質(zhì)的高溫和低溫特性以及界面電阻有關(guān)。

(5)寬的電化學(xué)窗口：所有固態(tài)二次鋰離子電池的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口都很寬，可以達(dá)到5V，適用于高壓電極材料，有利于進(jìn)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(yōu)點(diǎn)：固體二次鋰離子電池還具有結(jié)構(gòu)緊湊，規(guī)模可調(diào)，設(shè)計(jì)靈活性大的特點(diǎn)。固態(tài)電池可以設(shè)計(jì)成厚度僅為幾微米的薄膜電池來驅(qū)動微電子設(shè)備，也可以制成用于驅(qū)動電動汽車，電網(wǎng)儲能和其他領(lǐng)域的大尺寸電池。在這些應(yīng)用中，電池的形狀也可以根據(jù)特定需要進(jìn)行設(shè)計(jì)。

全固態(tài)鋰離子電池關(guān)鍵材料研究

●聚合物固態(tài)電解質(zhì)：高分子聚合物固體電解質(zhì)(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(zhì)量，輕便，良好的粘彈性和出色的加工性能引起了廣泛的關(guān)注。

●氧化物固體電解質(zhì)：根據(jù)材料結(jié)構(gòu)，氧化物固體電解質(zhì)可分為晶體和玻璃(無定形)兩種。結(jié)晶電解質(zhì)包括鈣鈦礦型，NASICON型，LISICON型和石榴石型等。玻璃氧化物電解質(zhì)的研究熱點(diǎn)是薄膜電池中使用的LiPON型電解質(zhì)。

●氧化物晶態(tài)固體電解質(zhì)：氧化物晶體固體電解質(zhì)化學(xué)穩(wěn)定性高，可以在大氣中穩(wěn)定存在，有利于所有固態(tài)電池的大規(guī)模生產(chǎn)。目前的研究重點(diǎn)是提高室溫離子電導(dǎo)率及其與電極的關(guān)系。電極的相容性有兩個方面。提高電導(dǎo)率最重要的方法是元素置換和異質(zhì)元素?fù)诫s。另外，與電極的相容性也是限制其應(yīng)用的重要問題。

以上就是全固態(tài)鋰離子電池的有關(guān)知識的詳細(xì)解析，需要大家不斷在實(shí)際中積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，為我們的社會更好地發(fā)展。