注意了!固态电池电解质相关标准重磅发布!


来源:中国粉体网   青黎

[导读]  此次发布的两项团体标准,为固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法有标准可依,满足了科研机构和锂电行业对固态锂电池用固态电解质的标准化需求,并可促进固态电池产业化。

中国粉体网讯  目前液态锂电池能够实现的能量密度已近极限,而使用全固态锂电池能量密度具备突破500wh/kg的潜力,因此固态锂电池是未来锂电池的发展方向。固态锂电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。而固态电解质作为固态锂电池的核心,在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。


虽然全球范围内有多家制造企业、初创公司和高校科研院所致力于固态锂电池技术,但目前固态锂电池量产产品很少,产业化进程仍处于早期,市场化产品产量较低。并且目前国内外尚未有固态锂电池及其相关材料的标准。


12月17日,《固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 无机氧化物固态电解质》和《固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 聚合物及复合固态电解质》两项团体标准正式对外发布(从2020年11月起,由清华大学深圳国际研究生院材料研究院贺艳兵研究员科研团队发起,深圳市电源技术学会开始启动了系列固态锂电池团体标准制定工作)。此次发布的两项团体标准,为固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法有标准可依,满足了科研机构和锂电行业对固态锂电池用固态电解质的标准化需求,并可促进固态电池产业化。


标准主要内容


目前已经在使用或接近商用的固态锂电池的固态电解质有:氧化物、聚合物和硫化物三种。其中无机氧化物固态电解质具有热稳定性好、电化学稳定性好、高离子电导率、成本较低等优点,在固态锂电池中具有很大的应用前景。针对无机电解质的特性,《固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 无机氧化物固态电解质》中规定了离子导电率等技术指标(见表1)。


表 1 固态锂电池用无机氧化物固态电解质粉体的技术参数指标要求


将聚合物固态电解质与无机陶瓷固态电解质复合,能够获得刚柔并济的复合固态电解质,使电化学窗口、室温离子传输性能和锂离子迁移数进一步提升,有效解决了单一聚合物电解质热稳定性差和力学强度低,以及单一无机固态电解质与正负极界面接触和加工性差的问题,利用聚合物复合电解质研制的固态锂电池具有高安全、高比能、耐高压、长寿命等优势。针对聚合物电解质的特性,《固态锂电池用固态电解质性能要求及测试方法 聚合物及复合固态电解质》,明确了离子导电率、热稳定性和机械性能等关键指标(见表2)。


表2 固态锂电池用聚合物及复合固态电解质的技术参数要求


在标准研制过程中,标准起草工作组联合国内固态锂电池领域的科研团队和锂电企业进行了广泛的调研和充分的讨论。并根据标准编制的需要,搜集查阅了国内外固态锂电池相关文献资料。例如,中国科学院硅酸盐研究所温兆银团队开发了含氟锂镧锆氧(LLZO)电解质,其离子电导率达到了~10-4 S·cm-1,相比于纯相LLZO,电化学稳定性有所提升(CN201310533064.3A);比亚迪提供了一种聚合物电解质,该聚合物电解质含有聚氧化乙烯、锂盐和掺杂剂硫化铜,显著提高了聚合物电解质的室温电导率和锂离子迁移数,其室温离子电导率达2.3×10-4 S·cm-1,锂离子迁移数为0.45(CN101735589A)。在上述材料的收集整理基础上,提出了标准提纲,确定了标准的框架内容和技术指标。


这两项标准实现了科研技术成果同步转化为标准的成果,充分发挥标准构建顶层设计,引领行业发展的作用。该两项标准在产业发展早期既已发布,随着固态锂电池及固态电解质产业的发展并逐渐走向成熟,将对固态锂电池的关键材料、电池设计制造、电池性能测试及安全评价产生重要影响,助力固态锂电池产业的规范、快速发展。


参考来源:

深圳市电源技术学会


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作者:青黎

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