固态锂电池技术及发展

电动车和手机的下一代锂电池将会选择能量密度更高、安全性更好的全固态锂离子电池。各国对固态电池的研究如火如荼。

我国为了加速新材料和全固态锂离子电池研发，“十三五”期间设立“基于材料基因组技术的全固态电池研发”国家重点专项，该重点专项由北京大学深圳研究生院新材料学院潘锋教授作为首席科学家牵头组织11家单位共同承担。

12月初，有报道称，潘锋教授课题组在新型固态电解质以及高能量密度固态电池方面的研究取得重要进展，制备了新型复合固态电解质材料。该电解质材料具有较高的体相离子电导率，锂离子传输性能极佳，与电极材料颗粒间具有良好的匹配性。由于以上特点，该新型固态电解质与磷酸铁锂正极和锂金属负极组装的固态电池可以达到极高的电极材料负载量(25mg cm-2)，并且在较广的温度区间内表现出良好的电化学性能。

11月中旬，有外媒报道，菲斯克(Fisker)的科研人员们为其柔性超高能量密度固态电池申请技术专利。菲斯克的固态电池采用了三维电极，其能量密度是锂离子电池的3倍。据该公司宣称，该技术使电动车的续航里程数达到500英里以上，而充电所需时间仅为1分钟，比在加油站的加油速度还快。据菲斯克预计，该技术的在汽车领域内的量产应用需要等到2023年以后。

10月底，丰田汽车公司副社长迪迪尔·勒罗伊称要在2025年前推出能够延长电动汽车续航里程的新一代电池“固态电池”。他还声称丰田公司正投入200多人进行开发。除了丰田，日立此前透露，目前已经将固态电池的样品送到了航空航天和汽车行业的潜在客户。

作为最有可能在短时间内代替动力电池的全固态锂电池，当前可达到的能量密度约400Wh/Kg，预估最大潜力值达900Wh/Kg。但是固态电解质具有高的电阻，在功率密度方面还存在一些待解决的问题，需要从固态电解质、正负极材料上着手，一旦这些问题能够有效解决，必将在未来掀起一场新的电池革命。