中国粉体网讯 随着煤炭和石油等传统化石能源的过度使用,能源危机、环境污染及生态问题等问题凸显。锂离子电池具有能量密度高、电化学窗口宽、环境友好等优势,被视为最具竞争力的电化学储能技术之一,在储能中的应用越来越广泛。
传统锂离子电池用电解质为液态有机电解液,大容量储存电量时安全隐患较大,因此,开发全固态锂离子电池可从根本上解决锂离子安全问题。全固态锂离子电池由正极、负极和固态电解质组成。固态电解质为非易燃、易挥发成分,传导锂离子同时可阻止电子传输,消除了电池冒烟、起火等安全隐患,是电动汽车和规模化储能的理想化学电源,近年来受到国内外研究者的广泛关注与重视。
固态锂电池技术的出现极有希望解决目前液态锂离子电池的痛点,其在提升电池能量密度、拓宽工作温度区间、提升安全性等方面拥有较大空间:①固态锂电池使用固态电解质代替液态电解液,通过采用高容量(1000mA·h/g)或高压(5V)的正极材料和最佳负极材料(锂金属)的SSLB有望获得高的能量密度(>500W·h/kg,>700W·h/L)和功率密度(>10kW/kg);②固态锂电池电解质不同于液态锂电池的电解液和隔膜,热稳定性显著提升,由此提升了固态锂电池的高温环境适应性,减少辅助散热机构冗余,简化系统设计的同时进一步提升能量密度;③所采用的固态电解质材质不泄漏、不燃烧,在热失控的触发机制中可以提供本质安全,解决了锂电池安全性问题。因此,固态锂电池将是平衡比能量、安全性等性能的较优解决方案。
随着技术的不断成熟,固态锂电池在高安全储能领域有望获得快速发展。2022年2月22-23日,由中国粉体网主办的“第三届高比能固态电池关键材料技术大会”将于湖北武汉东方建国大酒店举办,届时将邀请来自华中科技大学的曹元成教授作《高安全储能型固态电池关键技术及其产业化应用》报告。报告人将介绍其团队依托武汉新能源研究院和华中科技大学的平台,主要针对智能电网对本征安全先进储能技术的广泛需求,开展高安全、高比能、长寿命固态电池关键材料的研发及产业化应用,开发出一系列聚合物基复合型固态锂电池,并且从关键材料制备、电芯组装工艺、储能模组集成等方面,初步实现了高安全储能型固态锂电池产业化应用的突破,并定型了面向家用小型储能和工业储能的储能系统产品,实现了从基础研究到固态电池样机验证及储能系统示范的全链条一体化设计与应用。
个人简历:
曹元成,华中科技大学电气与电子工程学院电力系、强电磁工程与新技术国家重点实验室教授,博士生导师。湖北省“百人计划”、武汉市“黄鹤英才”。研究领域为高安全锂电池储能关键技术、电力系统消防安全及其监测预警技术等。主持/参与973项目、军委科技委国防项目、国家自科基金项目、国网/南网项目《集装箱式储能系统消防安全关键技术与装备》、《变电站消防安全监测及其预警技术》等20余项,发表科研论文100余篇;已申请专利45件;参编专业书籍(英文版)1部;参与制定了团体、地方标准12项。
参考资料:
刘鲁静, 贾志军等. 全固态锂离子电池技术进展及现状
张鹏,赖兴强等. 固态锂电池研究及产业化进展
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