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固态锂电池关键材料发展研究

   日期:2019-10-17     来源:赛迪智库    浏览:2821    评论:0    
最近赛迪研究院发布了《固态锂电池关键材料发展研究》,以期为我国固态锂电池的发展提供一些发展建议。

报告从固态锂电池材料的性能要求,发展现状,面临的问题以及赛迪建议等方面进行论述。

本文来源:赛迪智库 微信公众号 ID:ccidthinktank

01

固态锂电池及对材料的性能要求

固态锂电池是一类使用固体电极材料和固体电解质材料的锂电池。

与液态锂电池,混合固液锂电池不同,固态锂电池的电池单体中不含有任何液体电解质、液态溶剂及液态添加剂。




固态锂电池在安全性、循环性、耐高温性、能量密度等方面展现出巨大优势,对材料的性能指标要求也不同。

锂离子迁移数

迁移数过低,阴离子会集聚在电极表面导致电池极化加剧,增大电池内阻。

固固界面相容性

相关材料要具备良好的物理相容性和化学相容性,保证固态电解质和固体电极接触充分,在服役过程中界面接触稳定,不易分离,同时电解质和电极之间无电化学副反应发生。

02

固态锂电池关键材料

根据电池材料组成,固态锂电池可分为固态电解质、正极活性物质、负极活性物资、导电剂和集流体。




固态电解质是固态锂电池的核心部件,目前主要有聚合物固态电解质、氧化物固态电解质、硫化物固态电解质三大类。

聚合物固态电解质

聚合物固态电解质由聚合物基体和锂盐络合而成。




氧化物固态电解质

氧化物固态电解质具有较高的离子导电性、优良的耐高温性、较宽的电化学窗口、接近1的锂离子迁移数等优势,是当前的研发热点。

氧化物固态电解质根据应用场景可分为薄膜型和非薄膜型。




硫化物固态电解质

硫化物固态电解质是目前固态电解质体系中离子电导率最高的电解质,但开发难度最大。

硫化物固态电解质根据组成组元可分为二元硫化物和三元硫化物。




负极活性物质

固态锂电池可以使用液态锂电池几乎所有的负极材料,包括碳族材料、氧化物材料等。

硅基和锡基理论比容量高达4200mA·h/g和994 mA·h/g,有望成为新一代负极材料。

凭借固态电解质先天优势,金属锂及锂合金也是固态锂电池主要的负极材料之一,理论比容量达3860 mA·h/g。




03

我国固态锂电池发展状况

赛迪智库分别从电池体系,市场前景,校企合作三方面梳理了我国我国固态锂电池的发展现状。




04

我国固态锂电池材料产业面临的主要问题

赛迪智库分别从研发力量,关键技术,行业标准三方面分析了我国固态锂电池材料产业发展面临的主要问题。




05

推进我国固态锂电池材料发展的对策建议

赛迪智库分别从产业创新体系,产业化道路,国际影响力三方面提出了推进我国固态锂电池材料发展的对策建议。




 

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