传统液态锂电池能一步发展到固态电池的阶段吗?聚合物锂电池是必经之路!
固态电池对锂电产业链的影响
除了电解质,固态电池在其他电池部件上的选择与传统锂电也有一定差异。
电极材料采用与固态电解质混合的复合电极。结构上,固态电池正负极与传统电极的最大区别在于:为了增加极片与电解质的接触面积,固态电池的正负极一般会与固态电解质混合。例如在正负极颗粒间热压或填充固态电解质,或者在电极侧引入液体,形成固-液复合体系,这都与传统锂电单独混合极片浆料并在铝/铜箔上涂布不同。而在材料选择上,由于固态电解质普遍更高的电化学窗口,高镍高压正极材料更容易搭载,未来也将持续沿用新的正极材料体系,负极材料上,多采用硅、金属锂等高容量负极,充分发挥固态电池的优势。
电极与电解质之间存在缓冲层。缓冲层的加入能起到改善电极与电解质界面性能的作用。其成分可以为凝胶化合物、Al2O3等。
隔膜仍然存在,电池实现全固态后消失。现阶段的大部分固态电池企业的产品仍需添加少量液态电解液以缓解电极界面问题、增加电导率,因此隔膜仍然存在与电池中以用来阻隔正负极,避免电池短路。这种折中的解决方法同时拥有固态电池的性能优势,在技术难度上也更加易于实现。而随着技术推进,未来电解液用量会越来越少,当过渡到完全不含液体或液体含量足够小时,电池将取消隔膜设计,体系已能满足安全需求。
多采用软包的封装技术。除去液态电解液后,固态电池的封装与PACK上比传统锂电更灵活、更轻便,因此将采用软包封装。
阶段发展之路:步步为营,梯次渗透
结构上,现阶段电池体系包含部分液态电解质以取长补短。而技术发展过程中将逐渐减少液体的使用,从半固态电池到准固态电池,最终迈向无液体的全固态电池。
应用领域上,有望率先发挥安全与柔性优势,应用于对成本敏感度较小的微电池领域,如RFID、植入式医疗设备、无线传感器等;技术进步后,再逐渐向高端消费电池渗透;随着产品的成熟,最终大规模踏入电动车与储能市场,从高端品牌往下渗透,实现下游需求的全面爆发。
结构上,现阶段电池体系包含部分液态电解质以取长补短。而技术发展过程中将逐渐减少液体的使用,从半固态电池到准固态电池,最终迈向无液体的全固态电池。
应用领域上,有望率先发挥安全与柔性优势,应用于对成本敏感度较小的微电池领域,如RFID、植入式医疗设备、无线传感器等;技术进步后,再逐渐向高端消费电池渗透;随着产品的成熟,最终大规模踏入电动车与储能市场,从高端品牌往下渗透,实现下游需求的全面爆发。