中國(guó)粉體網(wǎng)訊 固態(tài)電池中采用固態(tài)電解質(zhì)，不再采用電解液與隔膜，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，即使采用同樣的正負(fù)極材料，固態(tài)電池的能量密度也高于傳統(tǒng)鋰離子電池。
固態(tài)電池是一種鋰離子電池，具有高安全性的突出優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)鋰離子電池相比，其主要區(qū)別在于負(fù)極材料與電解質(zhì)不同。電解質(zhì)可以在很大程度上決定鋰離子電池的能量密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性等性能。固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電解質(zhì)具有熱穩(wěn)定性高、可燃性低、無(wú)泄漏風(fēng)險(xiǎn)、低爆炸危險(xiǎn)等優(yōu)點(diǎn)，是固態(tài)電池的核心組成部分。
固態(tài)電池中采用固態(tài)電解質(zhì)，不再采用電解液與隔膜，結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，即使采用同樣的正負(fù)極材料，固態(tài)電池的能量密度也高于傳統(tǒng)鋰離子電池。固態(tài)電解質(zhì)可有效抑制鋰枝晶生長(zhǎng)，因此固態(tài)電池可采用金屬鋰復(fù)合材料作為負(fù)極材料。金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料具有超高比容量、極低電化學(xué)電位優(yōu)點(diǎn)，可大幅提高鋰離子電池能量密度。固態(tài)電解質(zhì)配合金屬鋰復(fù)合負(fù)極材料使用，將很大程度的提升固態(tài)電池能量密度。
現(xiàn)階段，全球正在研究的固態(tài)電解質(zhì)主要包括聚合物電解質(zhì)、氧化物電解質(zhì)、硫化物電解質(zhì)三種類型。其中，聚合物固態(tài)電解質(zhì)最先實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，但具有電導(dǎo)率低、成本高的缺點(diǎn)；硫化物固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率高，但穩(wěn)定性難以保持，開發(fā)難度大；氧化物固態(tài)電解質(zhì)能量密度高、穩(wěn)定性優(yōu)、循環(huán)壽命長(zhǎng)、成本低，是我國(guó)固態(tài)電解質(zhì)的主要研究方向，以金屬氧化物為主，例如鋰鑭鋯氧（LLZO）。
報(bào)告顯示，固態(tài)電池主要應(yīng)用在新能源汽車動(dòng)力電池、儲(chǔ)能電池、消費(fèi)電子電池三大領(lǐng)域，隨著固態(tài)電池研發(fā)及生產(chǎn)技術(shù)日益成熟，以及下游市場(chǎng)對(duì)電池性能要求不斷提高，未來(lái)固態(tài)電池將對(duì)傳統(tǒng)鋰離子電池形成替代。預(yù)計(jì)到2030年，全球固態(tài)電池需求量將接近500GWh，市場(chǎng)空間將達(dá)到1520億元左右。固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)電池的核心組成部分，未來(lái)發(fā)展前景廣闊。
在海外市場(chǎng)中，固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)研發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)主要有法國(guó)Bolloré、美國(guó)Sakti3、美國(guó)Seeo、美國(guó)SolidEnergy、美國(guó)QuantumScape、日本豐田、韓國(guó)三星等；在我國(guó)市場(chǎng)中，固態(tài)電解質(zhì)相關(guān)研發(fā)及生產(chǎn)企業(yè)主要有青島能源所、科晶材料、贛鋒鋰業(yè)、國(guó)軒高科、寧德時(shí)代、衛(wèi)藍(lán)新能源、天齊鋰業(yè)等。越來(lái)越多的企業(yè)進(jìn)入固態(tài)電解質(zhì)領(lǐng)域布局，全球固態(tài)電解質(zhì)行業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。
行業(yè)分析人士表示，國(guó)家將高能量密度金屬鋰基二次電池及其關(guān)鍵材料研究列入2021年度“高端功能與智能材料”重點(diǎn)專項(xiàng)，其中包括設(shè)計(jì)和制備實(shí)用新型金屬鋰基復(fù)合負(fù)極材料以及與之相適配的環(huán)境友好型、低成本高性能固態(tài)電解質(zhì)和高容量正極材料。在國(guó)家政策的推動(dòng)下，未來(lái)我國(guó)固態(tài)電解質(zhì)研究與生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)步速度將加快，在市場(chǎng)對(duì)電池要求不斷提高的背景下，固態(tài)電解質(zhì)將逐步取代傳統(tǒng)電解液。
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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