固态电池的产业化难题_孟繁科.pdfVIP

前沿6

FRONTLINE

DOI:10.19609/10-1299/f.2023.08.002

固态电池的产业化难题

文／孟繁科

固态电池作为一种新兴的能源存储技术，具有广阔的产业化前景。随着科技的不断进步，固态电池将

会得到更广泛的市场化推广与应用，并成为未来能源存储领域的重要力量。

类最早使用的电池是圆柱体、有正负极的固态电固态电池的发展现状

人池，通常称之为“干电池”，基本用于手电筒、简单说，固态电池就是一种使用

收音机等小型电器，后来出现的纽扣电池可以归

为同一类产品。但干电池的能量太小，无法驱动汽车等大质固体电极和固体电解质的电池。即，

量设备。目前使用的动力电池在安全性、能量密度与使用寿使用固体电极和固体电解质，代替液

命上，存在明显的弱点，尤其是潜力已被发挥到极致。因体或聚合物凝胶电解质中发现的锂离

此，固态电池因其高安全性、高能量密度，以及超长的使用子或锂聚合物的电池。通常，固态物

寿命，成为了动力电池的未来发展方向。然而，由于固态电质相比于液态物质的能量较高、燃点

池在固态电解质的稳定性、电极材料的选择、制造工艺与成较低，电池体系的能量密度和安全性

本、规模应用的安全可靠，以及规模化生产技术上面临着诸得以提高，并可降低电极-电解质界

多困难，产业化发展还有一段艰难的路要走。面副反应，延长使用寿命。它不仅具

有传统锂离子电池安全性高、比容量

孟繁科本刊副总编

大、循环寿命长等优点，还能有效解

中国工业和信息化CHINAINDUSTRYINFORMATIONTECHNOLOGY

｜

7前沿

固态电池的产业化难题

决电动汽车续航里程短、充电时间来，无机SSE受到了广泛关注，主要原因是其具有很高的电导

长、低温性能差等问题。率、良好的化学稳定性、安全性及机械性能等。

固态电池主要由薄膜正负极材料无机SSE包括有机锂盐、硫酸盐和钠盐等。其中，锂盐

与电解质组成。其核心是固态电解质因具有较高的离子电导率而受到广泛关注。目前，固态锂电

（SSE），主要分为三个方向：聚合池常用的电解质材料有聚合物、陶瓷、氧化物等。其中陶瓷

物、氧化物与硫化物。与传统锂电池电解质具有优良的离子电导率、机械性能和化学稳定性等优

相比具有不可燃、耐高温、无腐蚀、势；而聚合物电解质具有成本低廉、电化学窗口宽、耐高温

不挥发等特性。等优点；氧化物电解质具有结构稳定、安全无毒等优点，但

其电导率低。此外，还有一些新型材料，如过渡金属氧化物

聚合物方向：PEO固态聚合物、聚

（TMOs）和聚合物电解质等，由于其具有较高的电导率和

碳酸酯体系、聚丸氧基体系与聚合物锂

优异的循环性能而备受关注。

单离子导体基体系，其主