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湯衛平:薄膜固態電池推廣要關注的幾個問題

鉅大鋰電  |  點擊量:0  |  2022年01月07日  

三元電池成為主流技術路線趨勢已日益明顯。但時至今日,困擾三元電池的安全性仍然沒有得到很好的解決,而且在2025年動力鋰電池單體能量密度要做到500Whkg,走三元電池技術路線達不到。既然如此,有沒有能量密度和安全性兼具的電池技術路線呢?答案是肯定的,那就是固態電池。


上海空間電源研究所湯衛平博士


豐田汽車發言人曾提到,"目前為止在所有新形態的電池中,固態電池被認為是最接近量產級別的。我們正在進行相關技術的研發,包括固態電池的量產工藝,希望能在2020年將其實現商業化"。


"雖然固態電池已有少量的產品推出,但是從實驗室研究成果到實現量產固態電池還有很長的路要走。"上海空間電源研究所湯衛平博士在第三屆動力鋰電池大會上表示,目前包括美國、日本、我國等,都在固態電池領域均展開了積極的布局,已推出不少固態電池產品。


如美國密歇根州的鋰離子電池初創公司S-akti3,始終致力于發展高安全、高能量密度全固態柔性全固態鋰離子電池。S-akti3已從通用汽車、戴森等投資方,獲得了超過6500萬美元的研發資金支持。近期,S-akti3公布的超薄全固態鋰離子電池能量密度可達1000Wh/L,有望使電動汽車的續航里程達到500公里。


而在法國,奧托利四座小型汽車采用超級電容器加鋰金屬聚合物固態電池的組合,超電容回收減速時的能量和加速,汽車充電一次可行駛250公里。德國KOLIBRI電池應用于AudiA1轎車,動力是鋰金屬聚合物固態電池模塊,充電一次可行駛300公里,未進入規模推廣。


湯衛平還提到,截止目前薄膜固態鋰離子電池的技術相對成熟,有望實現市場化。薄膜固態鋰離子電池采用金屬/電解質/正極的固態薄膜層層疊加組成,特點是輕薄且體積小。性能方面能量密度大、安全性好、使用溫度范圍寬、自放電小、使用壽命長、實現高倍率充放電等。


在生產工藝方面,薄膜固態鋰離子電池自動化程度高、制備周期短、電池一致性好。"但是薄膜固態鋰離子電池只能做微型電池、相對成本較高,因此其應用范圍較為狹窄,目前僅應用在高端實驗室等小眾領域,未來其技術和應用領域還要進行進一步的擴展。"湯衛平表示。


在湯衛平看來,薄膜固態電池要進入到規模化商業化推廣階段,要解決幾個問題。首先從產品和應用角度,解決固態薄膜鋰離子電池長期高可靠薄膜封裝、以及大容量化;其次從技術角度看,發展高性能固態電解質薄膜材料及其快速制膜技術,拓展薄膜電池體系、正極厚膜及轉移、疊加等技術。


最后在基礎研究上,加深致密電極材料的充放電過程、負極粉化過程等的認識、發展支撐固界面研究的體系和方法。


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