中国粉体网讯 全固态电池是下一代高能量密度和安全储能技术的有力候选者。
由于其使用固态电解材料代替液态电解液，因此不会出现由于温度变化而导致电解材料蒸发的现象，也不会在外部冲击时导致液体泄漏。
这使得全固态电池相比于液态电解液电池具有更好的安全性——即使在遇到碰撞事故时也更难爆炸、着火。
此外，由于全固态电池几乎不需要配置防止液体泄漏和爆炸的各种零部件，与液态电解液的常规锂离子电池相比，全固态电池的的重量和体积也都会减少。
目前，全固态电池的电解材料主要有3种技术路线：氧化物类、聚合物类、硫化物类。
其中，硫化物类全固态电池由于具有高于其它类锂离子电池的导电率和高温可靠性，在行业中引起了相当大的关注。
全固态电池正极材料制备存在的问题
全固态电池的正极和负极的制造步骤，与常规锂离子电池差异不大：
首先，将固态颗粒形式的活性材料、导电剂和结合剂与溶剂以预定比例混合，以制造具有低流动性的混合浆料。
随后，将浆料作为薄膜涂覆在金属集流器上，然后进行干燥和按压。
不同之处在于，在浆料制造步骤中，全固态电池需进一步混合固态电解材料。
由于是固-固物理接触，固态电解材料与活性材料之间的界面接触形成比液态电解液与活性材料之间的形成更困难。
而由于活性材料层的结合剂干扰了活性材料与固态电解材料之间的界面的形成，电阻大大增加，这会降低全固态电池的实际输出能力。
结果，这导致使用固态电解材料的电池的锂离子导电率可低至10^-5S/cm，这甚至远低于使用液态电解液的电池的锂离子导电率(10^-2S/cm)。
LG的硫化物电解材料正极解决方法
在2021年的最后一天，LG新能源的一件固态电池专利在中国专利局获得公开。
专利提供了一种能够增加固态电解液、正极活性材料和导电剂之间的接触界面并均匀地分布相应的材料以便增加全固态电池的容量的新颖的制造方法。
LG在专利中描述了一种制造全固态电池的正极混合物的方法，包括以下步骤：
a)将正极活性材料和固态电解材料在干的状态下彼此混合；
b)在混合物中添加另外的固态电解材料，并在湿的状态下执行混合；
c)添加导电剂并在湿的状态下执行混合。
其中，固态电解材料可以包括硫化物晶体固态电解材料、非晶硫化物类固态电解材料或其混合物中的任一种。
专利中没有限制硫化物类颗粒的类型，可以使用在锂电池领域公知的，例如SiS2、GeS2或B2S3这样的硫化物，并且可以添加Li3PO4、卤素或卤素化合物。在制造过程中，可以添加Li2O、LiI或3LiBH4，使锂更稳定，并且产生钝化膜，抑制硫化氢的产生。
导电剂可以包括石墨、碳类材料、金属粉末、金属纤维、针形或分支形导电晶须、导电金属氧化物和导电聚合物中的任一种或其混合物。
正极活性材料:电解液:导电剂:结合剂的重量比可以为（50~80）:（10~30）:（1~10）:（1~10）。
专利主要申请保护的是制备方法，在专利中还描述了相应负极以及全固态电池的制备方法。
在上一篇报道《比亚迪全固态锂电池专利公开，采用硫系添加剂，大幅提升循环性能》中，我们提到了比亚迪的全固态动力电池正极片方案，同样也是采用添加硫系电解材料。
我们可以看到，比亚迪在那篇专利中使用的添加剂为含有巯基和羧基的有机物，且有机物中主链碳原子数为1-5的整数，巯基、羧基的数量最好为1-2。偏重保护材料。
而LG在这篇专利中，对添加剂没有做特别要求。
结语
这篇专利的基础是LG新能源于2019年9月在韩国申请的一篇专利，随后在2020年9月申请了对应的PCT专利，并于2021年10月申请进入中国。也就是说，是LG新能源在2019年时的技术。
根据相关数据统计，在2021年1-11月我国动力电池装机量TOP10排行榜中，LG新能源位居第五，是上榜的唯一外资企业，市场占有为4.2%。
而从全球看，其同期市占率超过两成，位居全球第二，直逼领头羊宁德时代（市占率31.8%）。
虽然目前来看，“宁王”仍然一马当先，而且排在全球第四的还有比亚迪（市占率9%），但宁德对特斯拉依赖比较高，比亚迪也主要深耕国内市场，二者相比LG，在全球化上还有需要进步的空间。
不然，如果LG在中国市场有所突破，动力电池的全球格局很有可能发生变化。
相关专利：
公开号：CN113875039A
公开日：2021.12.31
申请人：株式会社LG新能源
优先权：KR10-2019-0112262 2019 .09 .10
PCT国际申请：PCT/KR2020/012042 2020 .09 .07
PCT申请进入国家阶段日：2021 .10 .27
《制备全固态电池的正极混合物的方法和使用该方法制备的全固态电池的正极混合物》
（中国粉体网编辑整理/青黎）
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