全固态薄膜锂离子电池简介及特点
来源：宝鄂实业
2019-12-07 20:33
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全固态薄膜锂离子电池简介及特点。我国薄膜全固态锂电池的研究和商业化起步较晚。随着新能源汽车的兴起，锂离子电池越来越受到人们的关注。全固态锂离子薄膜电池由于具有较高的安全性和其他优点而越来越受到人们的重视。
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固体薄膜锂离子电池简介
全固态薄膜锂离子电池意味着电池结构的所有组件都处于固态，而今天的传统商用锂离子电池是液态锂离子电池，其中电解质是液态溶液。具体来说，它是用固体电解质代替传统锂离子电池的液体电解质和膜，固体电解质一般是金属锂作为负极，也可以是石墨等复合材料。
薄膜固态锂电池是在传统锂离子电池的基础上发展起来的一种新型结构锂离子电池。其基本工作原理与传统锂离子电池相似，即锂离子在充电过程中从正极膜中析出，通过电解液在负极膜中发生还原反应。放电过程是相反的。
电解质在薄膜固体锂电池中起着重要的作用，它直接影响着薄膜电池的充放电率、循环寿命、自放电、安全性和高低温性能。
在薄膜锂离子电池的结构中，固态电解质层代替了传统锂离子电池的电解质和膜。它是由致密的正极、电解液和负极薄膜叠加在基板上，在加工、电化学特性等方面有显著差异。
薄膜固态锂电池通常采用磁控溅射、脉冲激光沉积、热蒸发等镀膜方法，或化学气相沉积、溶胶-凝胶等合成方法来形成薄膜。基于上述制备工艺，薄膜全固态锂电池的电极膜非常致密。与固体电池的多孔电极相比，可以有效提高电极材料的利用率。
全固态薄膜锂离子电池的特点
全固态薄膜锂离子电池具有很高的安全性，其固体电解质是不可燃、不腐蚀、不挥发、不泄漏的，而且还克服了锂枝晶现象，携带全固态锂离子电池自燃的概率将大大降低。
一切固体锂电池采用一个新的固态电解质来取代当前的有机电解液和分离器,高安全,体积能量密度高,适应性广,不同的新型高比能量电极系统,可进一步提高质量能量密度,将权力的终极解决方案为下一代电池。
(1)安全性能高:无机固体电解质材料不燃、不腐蚀、不挥发、无泄漏问题。与含可燃溶剂的液体电解质相比，聚合物固体电解质大大提高了电池的安全性。
(2)能量密度高:金属锂可作为固体锂电池的负极，电池的能量密度有望达到300 ~ 400Wh/kg甚至更高;其电化学稳定性窗口可达5V以上，可与高压电极材料匹配，进一步提高质量能密度。
(3)循环寿命长:避免了SEI膜在充放电过程中液体电解质的连续形成和生长，避免锂枝晶刺穿膜，大大提高了锂金属电池的循环和使用寿命。
(4)工作温度范围广:全固态锂离子电池具有良好的针刺和高温稳定性。如果全部使用无机固体电解质，最高工作温度预计达到300℃，以避免正极材料和阴极材料与电解质在高温下发生反应导致热失控。
(5)提高生产效率:不需要封装液体，支持串行叠加排列和双极机构，可以减少电池组中的无效空间，提高生产效率。
基于以上特点，薄膜型固态锂电池可以广泛应用于智能卡、电子标签、集成电路等领域，被认为是微电子系统中唯一可用的能量d电源
