固體鋰離子電池的特點不同點簡要描述

1、體鋰離子電池的特點不同點簡要描述全固態(tài)鋰離子電池：安全性的優(yōu)勢是不言而喻的，固態(tài)鋰離子電池與普通導電液鋰 離子電池相比這方面有明顯優(yōu)勢；使用壽命特別長，固態(tài)電池的周期壽命特性原本就優(yōu)異，現(xiàn)在 有試驗表明充放電次數(shù)40000-100000次。采用固態(tài)電解質(zhì)的大容量新一代電池，即所謂“全固態(tài)電池”近 年來開始受到矚目。這是由于其在能量密度提高的同時，還可望確保 安全性和實現(xiàn)長壽命化。隨著電動車和大型定置設(shè)備蓄電用途電池應(yīng) 用需求增加，具有安全與長壽命的固態(tài)電池正成為下一個候選產(chǎn)品。傳統(tǒng)采用有機電解液的鋰離子充電電池，過度充電、內(nèi)部短路等 異常情況發(fā)生時可能導致電解液發(fā)熱，有自燃或爆炸的危險。全固態(tài)

2、 電池不采用液體電解液，而是采用固體電解質(zhì)，不易燃燒，其安全性 可大幅提高。并且，在理想狀態(tài)下，固態(tài)時鋰的擴散速度（離子傳導 率）較液體電解液時高，理論上可實現(xiàn)更高的電能輸出。鋰電池的生產(chǎn)方式，全固態(tài)電池已經(jīng)突破了現(xiàn)有電池的概念。例 如，因不必封入液體，可以簡化電池外裝，從而能以卷對卷方式制造 大面積的電池單元。此外，還可將多個電極層疊，并在電池單元內(nèi)串 聯(lián)，制造出12V或24V的大電壓電池單元。固態(tài)電解質(zhì)分類固態(tài)電解質(zhì)大致分為無機物類及高分子類。其中，無機電解質(zhì)具 有離子電導率高、使用壽命長的特點；高分子電解質(zhì)具有生產(chǎn)效率高 的特點。A：高分子電解質(zhì)雖然在低溫特性方面還存在問題，但由于其具

3、有便于通過卷對卷方式大量生產(chǎn)的優(yōu)點，因此出現(xiàn)了力爭在面向定置 設(shè)備的蓄電用途方面實用化的趨勢。就鋰離子充電電池而言，如果只有鋰離子移動，而其它離子不移 動的話的確是最理想的狀態(tài)。無機電解質(zhì)就能夠做到只使鋰離子移 動。鋰離子以外的其他離子不移動的話可防止陰離子移動導致的次 生反應(yīng)，有助于提高安全性及耐久性。這樣一來，無機類固態(tài)電解質(zhì) 便具有成為終極電池的可能性。B：無機電解質(zhì)可進一步分成為硫化物和氧化物兩類。目前進展 最快的是硫化物類固態(tài)電解質(zhì)，不斷有與電解液性能相當，離子電 導率達10-3S/cm的材料開發(fā)出來。硫化物類固態(tài)電解質(zhì)在常溫下 具有超過10-3S/cm的離子傳導率，作為電解質(zhì)的話具

4、備良好的特 性。另外，與氧化物相比，還具有可在常溫下均勻形成活性物質(zhì)與硫 化物類固態(tài)電解質(zhì)間的界面，降低界面阻力的特點。雖然其原理還有 待科學驗證，但估計是因為硫化物是比較軟的物質(zhì)。離子傳導率高，可輕松形成與活性物質(zhì)間的界面，可以說這兩點 對全固態(tài)電池的電解質(zhì)來說是非常重要的要素。另外，在高容量的 新一代電池的研究上采用比容量高的硫磺(S)及硫化鋰(Li2S)時，硫 化物類固態(tài)電解質(zhì)也具有很好的親和性。具有代表性的例子為 Li2S-P2S5類與硫化結(jié)晶鋰超離子導體(thio-LISICON)類電解質(zhì)。 2S-P2S5類材料方面，已開發(fā)出了離子電導率高達3 5x10-3S/cm的材料，使用這種材

5、料的固態(tài)電池的試制品也紛紛出 籠。而與硫化結(jié)晶鋰超離子導體結(jié)構(gòu)相似的材料具有較高的離子電導 率已是眾所周知，其中最適合電池的材料也在探索之中。硫化物固態(tài)電解質(zhì)的另一個優(yōu)點，是因為使用了與下一代正極材 料相同的硫(S)化物，造成優(yōu)異的匹配。東京工業(yè)大學的菅野表示， 如果能開發(fā)出離子電導率達約10-2S/cm的固態(tài)電解質(zhì)，則會加速 下一代電池的研究。然而，還有需要解決的問題。首先是所有固態(tài)電解質(zhì)共同的問題: 電極活性物質(zhì)和固態(tài)電解質(zhì)間界面的高電阻。且硫化物和水發(fā)生反應(yīng) 會產(chǎn)生硫化氫(H2S)，這意味著從生產(chǎn)電解質(zhì)到組裝電池的整個制 程，都需要對濕度的控制措施。而氧化物類方面，目前已有離子導電率達到低于硫化物的 10-3S/cm的氧化物類電解質(zhì)面世。只是，具備這種特性的氧化物類 為結(jié)晶構(gòu)造，存在其晶界電阻(grain boundary resistance)會降 低性能的問題。即使如此，因在制造上氧化物要比硫化物更容易處理， 性能與硫化物相當?shù)难趸镱愲娊赓|(zhì)的開發(fā)還是受到了關(guān)注。關(guān)注全固態(tài)電池，是因為其較高的安全性以及較寬