初步认识全固态锂电池
来源：宝鄂实业
2020-03-18 14:45
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根据目前流通的最新技术趋势，到2030年，固态锂电池有望实现固态电解质技术的突破，单个电池的能量密度将超过500Wh/kg的指标，并达到量产能力。今天的重点是全固态锂电解电池。
锂电池类型
锂电池的分类方法,更重要的是,可以根据正极材料类型不同,负极材料类型不同,电解液类型差异等等,我们常说三元材料仍然是磷酸亚铁锂或锂锰酸,是根据正极材料不同的结果。在目前锂电池的发展阶段，锂电池的性能差异主要表现在正极材料的差异上，所以人们习惯用正极材料的名称来命名一条技术路线。
在未来的两年里，高镍三元将成为最有可能量产的一条技术路线，而在镍含量上的差异，又成为该技术路线的名称，即622,811，这是镍钴锰在三元正极材料中的比例。这仍然是一个参考积极的物质差异。
根据欧阳明高最近对技术路线的猜测，高镍电池的能量密度有望达到400Wh/kg。固态电池与传统锂电池的液态电解液相比，电解液是一种纯固体材料，具有很高的导电性，是电解液形状的一种命名方法。
与固态电池平行的另外两种技术途径应该被称为液态电解质锂电池和半固态电解质锂电池。液态电解质锂电池，传统的名称为三元，磷酸铁锂、磷酸锰锂都是液态电解质锂电池的标度。半固态电解质，是介于固态和液态之间的电解质，目前常用的材料是聚合物电解质，在室温下为凝胶态。
2. 全固态锂电池的优缺点
的优势
1)安全性好，无电解液腐蚀，不易燃，无泄漏问题;
2)高温稳定性好，能在60℃-120℃之间工作;
3)更高的能量密度。固体电解质，具有良好的机械性能，有利于抑制短路问题所形成的锂元素直径的增长，使电极材料的选择具有较高的理论容量，如锂元素作为负极;固体电解质的电压窗更宽，正电极可以由电位更高的材料制成，而不必担心电解质的分化。
4)固体电解质支持的电池薄膜规划，其最小可达到几个纳米，拓宽了锂电池的使用规模，使电池的柔性成为可能。
5)正负极可采用充放电过程中阻力大、体积变化大的材料制成。薄膜正极和负极材料只需要良好的成膜性能。
缺陷
1)当温度较低时，内阻较大;
2)材料电导率不高，功率密度难以提升;
3)大容量单体制作困难;
4)大规模生产正负电极成膜技术仍处于交会火力研究阶段。
全固态锂电池组件
全固态锂电池主要由膜阴极、膜阳极和固体电解质组成。薄膜材料可选用多种材料。
3.1膜负极
薄膜负极材料主要分为锂金属和金属化合物、氮化物和氧化物。
金属锂是最具代表性的薄膜阴极材料。其理论容量可达3600mAh/g，金属锂非常逼真，其熔点仅为180℃，非常简单且与水和氧气混响，电池生产技术中许多温度较高的焊接方法都不直接用于金属锂阴极电池的生产。
锂合金材料不仅具有较高的理论比容量，而且可以降低锂的电化学活性。常见的锂金属化合物有LixSi、LixAl、LixPb等。但是在充放电过程中，锂化合物的体积发生了很大的变化，简单地构成了晶格结构的坍塌。
