什么是“全固體電池”？——5分鐘圖解搞定

問 什么是全固體電池？

答 正負極之間沒有電解液，惟有電池隔離膜的電池。目前豐田、寶馬、日產等汽車企業都把固體電池作為EV的殺手锏在大力開發之中。2017年12月21日本田也宣布正在開發用于汽車長距離行駛的全固體電池。

問 為什么能夠不使用電解液？

答 以鋰離子2次電池為代表的搖擺電池(Rocking chair battery)中，電解液和電極之間不發生化學反應（氧化還原反應），所以從原理上來說不需要電解液。

問 為什么今朝固體電池熱起來了？

答 固體電解質的研究雖然已有20多年，但是一只未能找到超過電解液的鋰離子順暢通道，直到2011年以后才取得了多個重大進展。

問 用固體材料做通道的優勢和有待處理的課題都是什么？

答 請看下圖

問 為什么通道采用固體材料就能提高能量密度？

1）可以使用容量密度更高、電勢更高的材料。

電解質變為固體材料后，不易出現電極材料溶解現象。而且與電解液相比，有許多電化學性質穩定性較高的固體材料可以用作電解質，從而使得電解液時代無法使用的高輸出電壓、或者大電流容量密度的正極或負極材料都有了使用的可能。

目前已經開出正極采用硫，負極采用金屬鋰的全固體鋰硫電池；還有采用FDK和富士通研究所共同開發的焦磷酸鈷鋰（Li2CoP2O7）材料作為正極，實現5V左右全固體電池的報告。

2）電池組裝可以簡化

沒有了漏液問題，安全性能提升，過去為了確保電池安全而采用的包裝、治具、冷卻裝置等都可以簡化。同樣容量的電池可以做得更加小巧。

3）可以設計出更加新穎的電池單元

比如，可以將電極和固體電解質做成薄膜狀并多層重疊，從而大幅提高電極利用效率的設計出多層電池。

已有研究報告指出，即便使用現有電極材料，使用固體材料作為電解質后，在理論上也有可能實現目前電池約2倍體積能量密度的電池。

問 都是什么公司正在研發全固體電池？

答 如下圖。除了一些傳統電池企業外，更多的是新入企業。尤其是半導體關聯企業以及被動元件企業，其產品化時間表相對較早。而那些人才流出企業對于全固體電池的開發卻不那么積極。

聲明： 本站所發布文章部分圖片和內容自于互聯網，如有侵權請聯系刪除