固态电池的核心材料有哪些你知道吗？
来源：宝鄂实业
2019-05-23 20:46
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目前在固体锂离子导体的单一指标上已有所突破，但综合性能尚不能满足大规模储能需求。现今固态电池采用的固态电解质普遍存在性能短板，距离高性能锂离子电池系统的要求仍有不小的差距。
电解质材料是全固态锂电池技术的核心，目前固态电解质的研究主要集中在三大类材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高温性能好，已经有商业化的应用案例;氧化物循环性能良好，适用于薄月莫柔性结构;硫化物电导率最高，是未来主要方向。
不过，固态电池仍然面临一些技术难题。固态电解质具有高的电阻，在电导率、电池倍率、电池制备效率、成本控制方面都存在技术挑战。今年5月，丰田表示期望在2020年以后能制造出固态电池，但若要实现固态电池的量产，还需要等到2030年以后。
针对固态电池，我们要从最基础的材料、界面、单体，一直到最终的系统模块进行研究，只有从根本上解决了关键材料和界面问题，才能开展系统的工艺研究，从而满足单电池的性能要求。
而面对发展过程中接连不断的挑战，各种新技术“百家争鸣”，一些固态电池技术有了最新突破。
比如，在固体电解质材料上，业内发现基于石榴石结构的锂镧锆氧（LLZO）固体电解质体系的固态电池具有优异的循环性能和倍率性能，它也因此成为一大技术热点。
LLZO是一种性能优异的填料，能够提高聚合物基复合固态电解质的性能。基于LLZO的固态电池循环1000次后容量仍能保持81%。
董衫木告诉记者了另一种电解质材料思路——“刚柔并济”，使用刚性的聚合物骨架和无机颗粒与柔性的聚合物离子传输材料融合。
“通过聚合物和聚合物之间，以及聚合物和无机颗粒之间的路易斯酸碱相互作用，可为锂离子传输创造新通道，大幅提升电解质的综合性能。”
而界面处理的研究热点主要集中在界面设计及修饰层上，目前凝胶化的界面设计已经取得了较好成果。
通过凝胶态的聚合物对界面进行修饰，增加接触面积的同时还可以缓冲循环过程中的体积效应，在室温下经过300次循环，基本无退化，这样的结构设计较好的改善了电池性能。
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除了固态电解质和界面，固态电池一体化设计也非常重要。因为对储能、新能源汽车等不同领域来说，需要有针对性的进行电池结构设计。
总的来说，对于固态电池的研究，目前还是偏学术多一些，在产业化方面，因为一些关键技术涉及到各个企业核心技术而无法获取，导致基于工程化应用方面的技术还是需要进行进一步探究。
