全固态锂离子电池是新能源汽车下一个发展风口

来源：存能电气  日期：2019-08-26 13:26  浏览量：次

　　全固态锂离子电池是新能源汽车下一个发展风口。随着新能源汽车的发展，高能量密度、高安全性电池成为市场的必争目标。有专家认为，利用固态电解质替代传统电解质是从本质上提升锂电池安全性的必由之路。全固态锂离子电池采用固态电解质替代传统有机液态电解液，有望从根本主解决电池安全性问题，是电动汽车和规模化储能理想的化学电源。

　　全固态锂离子电池的优缺点

　　全固态锂离子电池是一种使用固体电极和固体电解质的新型电池，它的结构包括正极、电解质、负极，全部由固态材料组成。其高密度性、高安全性、高输出功率等性能与传统液态电池相比更具优势，在新能源汽车领域应用前景广阔，是有望替代目前锂离子电池的下一代电池。

　　优点：

　　1、安全性能高。液态的电解质短路时，温度升高，将电解质点燃而发生爆炸。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题，也克服了锂枝晶现象，因而全固态电池具有极高安全性。

　　2、能量密度高。能量密度高主要是因为固态电解质一般拥有较宽的电化学窗口，就像一个个小框一样，因此可以装更多的高电压正极材料。加上固态电池体积小、稳定，可以让电池管理更为简化，能量密度自然会大大提高。

　　3、相对较轻。在传统锂离子电池中，隔膜和电解液加起来占据了电池中近40%的体积和25%的质量，而使用固态电解质自然就可以减小体积和质量。

　　4、循环性能强。固态电解质解决了液态电解质在充放电过程中形成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象，大大提升了锂电池的循环性和使用寿命。

　　缺点：

　　1、界面阻抗过大。固态电解质与电极材料之间的界面是固-固状态，因此电极与电解质之间的有效接触较弱，离子在固体物质中传输动力学低。

　　2、快充比较难。电池的阻抗、电导率等问题表现出来就是内阻大，就会阻碍充电，而且因为内阻大，在充电过程中会造成能量的损失，这部分能量的浪费是无法忽视的问题。

　　3、成本价格高。成本是阻止商业化的最大因素，没有利润，自然没有市场。固态电池制备工艺不够成熟，电池使用数据收集不全面。仅是在全固态电池的电解质制造，固-固界面优化这两个核心问题技术上的不成熟就足够让固态电池的成本居高不下了。

　　我国应对全固态锂离子电池的发展

　　近日，日本东京工业大学等机构研究人员近日研发出可超高速充放电的全固态电池，朝着全固态电池实用化方向迈出一大步。尽管全球多国都在竞相研发全固态电池，但其实用化面临一大难题：高压电极和固体电解质相接触的界面上存在较高的电阻，影响电池性能，迄今尚没有明确解决方案。

　　在中日韩企业主导动力电池市场的局面下，其他区域在当前技术路线超车难度较大，因此，一些欧美企业已经开始转移目标，布局新一代电池技术(固态电池和氢燃料电池)，寄希望于下一轮竞争中占据主导。相比于欧美、日韩、中国等国家的众多企业正在积极布局和研发固态电池，中国的企业相对来说进入时间较晚，主要以科研机构或院校为支撑，但也有部分企业在积极推进固态电池的产业化步伐。

　　中国的动力电池企业数量虽多，但两级分化十分严重，而且存在较大投资泡沫、圈钱、圈概念等乱象，真正一心扑在前沿技术的企业相对较少。如果只停留在产能比拼上，在不久的将来，很有可能被日本、韩国以及后来者欧美等国所超越。

　　从整体来看，固态电池现在的制备技术成熟度还有待加强，能形成规模产能的企业有限，技术规模化扩产需要克服的困难还有很多，仍处于推广发展期。但可以预期的是，随着研发和工业技术的不断发展，全固态电池中的科学和工艺上的问题会逐渐得到缓解，在未来几年，固态电池产品的市场会迎来蓬勃发展的机遇。