中国粉体网讯 追求更高比能量、更高安全性是锂离子电池开发的主要技术趋势。与传统液态锂离子电池体系相比,固态电池可进一步提高电池比能量和安全性,从而有望推动锂电池取得新的突破。
全固锂态电池具有如下优势:①消除液态电解液泄漏和腐蚀的隐患,热稳定性更高;②稳定且较宽的电化学窗口,可匹配高电压正极材料;③固态电解质一般为单离子导体,副反应少,循环寿命更长;④全固态锂离子电池可通过多层堆垛技术实现内部串联,获得更高的输出电压。因此,全固锂态电池被认为是锂电池的终极目标。
固态电池技术的提升,需要从关键材料入手,通过材料改性和结构优化提升电池的性能。固态电解质是固态电池的核心材料,电解质材料很大程度上决定了固态锂电池的各项性能参数,如功率密度、循环稳定性、安全性能、高低温性能以及使用寿命。固态电解质可以分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系。聚合物电解质属于有机固态电解质,氧化物与硫化物属于无机固态电解质。
正负极材料对于固态电池来说也非常重要,根据材料不同,固态电池可以分为固态锂离子电池(沿用当前锂离子电池材料体系,如石墨+硅碳负极、三元正极等)和固态锂金属电池(以金属锂为负极)。固态电池正极材料一般采用复合电极,按正极材料分类,主要有三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂和锰酸锂等。固态电池负极材料目前主要集中在金属锂负极材料、碳族负极材料和氧化物负极材料三大类,其中金属锂负极材料因其高容量和低电位的优点成为全固态锂电池最主要的负极材料之一。
针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题,中国粉体网将在常州举办第四届高比能固态电池关键材料技术大会,为致力于固态电池技术开发的企业,科研院校,以及电动车、储能、特种应用等终端企业提供信息交流的平台,开展产、学、研合作,共同推动行业发展。届时,清陶(昆山)能源发展股份有限公司副总经理陈凯博士将作题为《固态电池产品与关键材料技术开发》的报告。报告将介绍清陶公司固态电池的技术路线,展示固态电池的产品性能和产业化进展,并从实际产品应用角度,分析固态电池对正负极材料、固态电解质材料等关键材料的技术开发需求。
专家简介:
陈凯,博士,高级工程师,中共党员,清陶(昆山)能源发展股份有限公司副总经理兼研发总监。北京市科委专家信息库科技专家,中国矿业大学(北京)材料科学与工程系专业硕士校外导师,江苏省双创人才,姑苏领军人才,昆山市双创人才。2010年获得清华大学材料科学与工程学科学士学位,2015年获得清华大学材料科学与工程学科博士学位,主要研究方向为固态电解质材料、新能源材料及固态电池技术开发。
参考来源:
王建涛等.高比能电池及固态电池关键材料研究
2020年中国固态电池行业研究报告.前瞻产业研究院
(中国粉体网编辑整理/文正)
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