新一代電池走向

新一代電池走向全固態(tài)1.全固態(tài)鋰電池的結(jié)構(gòu)全固態(tài)鋰二次電池，簡(jiǎn)稱全固態(tài)鋰電池，即電池各個(gè)原件，包括正負(fù)極，電解質(zhì)全都采用固態(tài)材料的鋰二次電池。全固態(tài)鋰電池在結(jié)構(gòu)上要比傳統(tǒng)鋰電池簡(jiǎn)單，所以在全固態(tài)鋰電池中，電解液、電解質(zhì)鹽、隔膜等都不需要使用，大大簡(jiǎn)化了電池構(gòu)建步驟。圖1傳統(tǒng)鋰電池與固態(tài)鋰電池的區(qū)別圖

全固態(tài)鋰二次電池按電解質(zhì)區(qū)別劃分為兩大類：有機(jī)電解質(zhì)的聚合物全固態(tài)鋰電池和無(wú)機(jī)電解質(zhì)的無(wú)機(jī)全固態(tài)鋰電池。通過(guò)圖2可以看出聚合物固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)是安全性較高，能制備成各種形狀、通過(guò)卷對(duì)卷生產(chǎn)的方式相對(duì)簡(jiǎn)單。無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的明顯優(yōu)點(diǎn)是安全性極高，壽命長(zhǎng)，是各類微型電子產(chǎn)品電源的最佳選擇。與全固態(tài)鋰電池相比，傳統(tǒng)鋰電池在安全性上遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及，高溫下有燃燒甚至爆炸危險(xiǎn)。圖2不同類型的鋰基電池的特性比較傳統(tǒng)鋰離子電池有較大的安全隱患，每年因電池燃燒甚至爆炸而造成的事故屢見不鮮（見圖3）。2.全固態(tài)鋰電池的安全優(yōu)勢(shì)圖3傳統(tǒng)鋰電池爆炸事例全固態(tài)鋰電池的安全性遠(yuǎn)大于傳統(tǒng)鋰電池，究其原因，在于兩者采用的電解質(zhì)不同。傳統(tǒng)鋰電池采用有機(jī)電解液，因過(guò)度充電、內(nèi)部短路等異常時(shí)電解液發(fā)熱，有自燃甚至爆炸的危險(xiǎn)。全固態(tài)鋰電池采用固態(tài)電解質(zhì)，不含易燃、易揮發(fā)成分，不存在漏液現(xiàn)象，抗溫度性能好。有望徹底解決電池的安全性問(wèn)題。3.全固態(tài)鋰電池的材料固態(tài)電解質(zhì)硫化物溫室中電導(dǎo)率高；易成型；大氣中不穩(wěn)定！氧化物高的離子電導(dǎo)率；良好的穩(wěn)定性；高機(jī)械強(qiáng)度；高氧化電位。LiPON與金屬鋰、正極材料具有良好的穩(wěn)定性。離子電導(dǎo)率低；難以與電極粉體形成復(fù)合電極，只能用于薄膜電池。聚合物電解質(zhì)柔韌性好易加工；溫室電導(dǎo)率低。3.1電解質(zhì)材料3.2電極材料4.鋰電池的應(yīng)用與發(fā)展圖4全球鋰電池使用狀況圖從圖4可看出，隨著社會(huì)的發(fā)展，和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，鋰電池的應(yīng)用充斥著我們的生活的方方面面。社會(huì)對(duì)鋰電池的需求量也從未大刀飽和。圖5鋰電池的發(fā)展路徑從圖5的三幅圖中，我們可以看出在社會(huì)發(fā)展需求和市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，基于新概念、新材料和新技術(shù)的