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全固态锂电池的技术研究现状与展望
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全固态锂电池的技术研究现状与展望
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经营许可证编号:京ICP备号-3全固态锂电池技术
项目主任：解晶莹伯克利加州大学客座教授&面向新能源储能和智能电网等的需求，未来我国迫切需要支持发展高安全性、长寿命和高比能量的化学储能技术，开展化学储能技术关键材料制备和集成技术。然而，安全性是锂电池应用的主要挑战之一。全固态锂离子电池具有安全性能高、能量密度大、工作温度区间广等优点，是锂离子电池领域的研究热点。固体电解质的开发是全固态锂离子电池实现应用的先决条件。近几年，在固体电解质的研究已取得很大进展的基础上，人们正在将研究重点转向全固态电池结构设计及生产技术上，并不断有样品电池面世。研究院研发的全固态锂电池技术中，固态电解质可有效抑制锂电池常见安全隐患因素。其核心技术是：1. 传输离子的介质（electrolyte）；2. 正负极电子绝缘（separator）。我们通过制备具有与液态电解质性能相当的锂离子固体电解质，并探索影响电池性能最主要因素的电极/电解质界面的修饰和改性技术，降低界面电阻以提高电池高倍率容量；同时，通过优化电池结构设计等关键技术的研究，获得具有自主知识产权的全固态锂电池技术，继续开拓全固态锂电池工程化与产业化的道路，以实现大容量全固态锂电池的商业化和国产化。&& & & && & & & & & & & & &&全固态锂电池的构造结构图 & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & & &实时剪断实验
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用于全固态锂电池的无机电解质薄膜制备和性能的分析.pdf91页
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耩臻 摘要 遮羞旗予器 串不叛蠢擞鍪他、轻量讫方淹发鼹，逵镪篓求徽，l、足寸懿位学奄 Mechanical
源与之相匹配。特别是微电子机械系统 Micro．Electronic Systems，
MEMS 技术发璇静需要，镟电洮已弓 蔻久们鲍麓褫。稀蒋己矛震研究的徽电法
系列有：微型锌镍电池，微型全阉态锂电池，微毅太阳电池，微挝温差电池，微
黧燃料电池等。箕中微鹫全固态镶电溏被认为是激合适的电源之～，因为锤是最
较的金属元素，网对电负性最大，能够提供高比缝量。这种电池蠢望用予小型卫
疆、便携式电子设备、空间技术、国防工业等方谣。国内外已经报道了许多用于
全固态薄貘埋电港豹电羧薄膜耪料，毽惑瓣震薄膜静臻突明显落惹予奄投滓貘，
这已经成为限制全固态薄膜锂电池的进一步完善幂口提高，以及从实验室走向市场
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有非常重安的意义。 本文选择引人注目的两种电解质薄膜锂磷氧氮 LiPON 和锂钒硅氧
朕和Li-V-Si―O薄膜，考察了各种沉积条件对薄膜性质的影响。利用电化学方法
和其它分析技术对两种电解质薄膜电化学性质以及结构特征进行了比较详细的
磷究。以LiPON秘Li3P04舞电熬覆，耪步毒l冬了三耪全霾态薄膜锂电漶，这对
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激光能量密度15 h J／cm2、靶子一基片距离5era、基片温度为
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　　【文/电动汽车资源网 唐让其】电动汽车资源网获悉，11月24日三井金属发布了下一代的锂离子二次电池的“”用的硫化物固态。2012年三井金属全固态电池已经取得一定的成绩，因为车企需求，雪藏五年，终于从幕后进入前台。今后，三井金属将会与电池厂商和汽车厂商等合作，到2020年将实现量产化。那么，谁将是背后的第一个吃螃蟹的车企？
　　谁是第一个吃螃蟹的车企？
　　根据三井金属的主要客户分析，其主要客户为丰田、本田等主要汽车生产厂家。目前，丰田、本田都正在积极拓展新能源汽车业务，两家车企在氢燃料电池车方面取得一定的进展。
　　此前，丰田Mirai燃料电池车于今年2月份已经完成路测。近日有消息称，丰田正计划将中型的燃料电池技术应用于重型商用卡车。在近日的一份声明中，丰田表示，它准备在加利福尼亚测试半挂卡车中的大型氢动力系统的可行性。
　　本田在2015年的东京车展中，旗下的燃料电池汽车――Clarity Fuel Cell进行了全球首秀。据悉，本田全新燃料电池汽车将于2016年年末上市。同时，根据美国环保局的认定，本田Clarity Fuel Cell的续航里程最大可达590公里。
　　从这两家企业不难看出，两家企业主打方向是氢燃料电池车，并没有迹象表明其在发展全固态电池汽车。那么，这两家企业谁会是第一个获得“全固态电池”体验权的车企呢？
　　外界一直认为，丰田只做燃料电池汽车，其实是燃料电池汽车与纯电动汽车同步开发。因为丰田推出的“全固态电池”有一个问题未解决，所以丰田氢燃料电池车先推出。未来，丰田汽车A级以下车会是纯电动汽车，B级车以上会燃料电池汽车，纯电动的方向是微型化、智能化、时尚化和量化，最终与自动驾驶结合。
　　“全固态电池”就那么牛？
　　全固态锂电池，即电池各单元，包括正负极、电解质全部采用固态材料的锂二次电池，其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。三井金属该技术根据其独有技术，持有和电解质为同等水位的锂电子的传导性，并且开发了在电化学方面稳定性的硫化物固态电解质，同时也实现了较高的量产性。
　　相比于液态锂离子来讲，全固态电池的优势更明显。它优势主要包括抑制锂枝晶；循环性好，更安全，内阻稳定，功率衰减慢；可靠性高，寿命长；体积、面积能量密度高；高电压，模组、系统设计简化、易于灵活配组；高能量密度。
　　目前困扰全固态电池实现产业化主要有两个问题：一是固态电解质在室温条件下的离子电导率不高;二是固态电解质与正负极之间界面阻抗比较大。
　　“全固态电池”实现量产化指日可待
　　现阶段，我国采用最多的是液态电池，有小批量半固态电池、固态锂离子电池投入应用，全固态电池要实现量产，还需要一定时期。但各国已经在“全固态电池”方面展开了研发。
　　在中国，已经有许多研究机构和企业着手研发“全固态电池”，并取得一定的成果。目前国内做全固态电池两个比较厉害的团队:一个是物理研究所陈立泉、李泓老师团队，一个是中国科学院宁波研究所许晓雄博士的团队。另外，中南创发也致力于“全固态电池”的研发，产品取得阶段性的进展。
　　据了解，中科院宁波材料在聚合物研究已经取得一定成绩，其电池用石墨做负极，用硫化物复合电解质，这个电解质是无机的。用钴酸锂做正极，4Ah的电池，能量密度是240瓦时/公斤，常温循环500次，容量还有88%多。通过了一系列针刺、过充、短路、强制放电、高温循环的实验。采用的无机氧化物电解质，通过了所有的安全测试。
　　中科院网站11月22日披露，青岛能源所在高能量密度固态电池研究中取得进展，针对固态电池发展中固固界面阻抗过大的瓶颈问题，中科院研究成员创造性地提出原位自形成固态电解质的解决方案，有效降低界面阻抗和提升电池综合性能。
　　李泓博士在张家港的“2016中国新能源汽车动力电池产业技术发展高峰论坛暨车企与动力电池企业技术交流会”表示，“一旦电芯技术关键材料取得突破，全固态电池就可以迅速进入到市场当中去。中科院提出了一些路线图，最快在2019年拿出电池包来，2020年有可能试水到商业化的程度，有一些全固态的还比较慢，真正的全固态可能要更长的时间，稍微含有一点液体的电池会比较快，因为兼顾了能量密度和安全性。”（来源：电动汽车资源网 唐让其）
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