固態(tài)電解質(zhì)

3.3.1技術(shù)原理、優(yōu)缺點

固態(tài)電池，是一種應(yīng)用固體電極和電解質(zhì)的電池。目前包括全固體鋰電池、鋰空氣電池等（金屬鋰與氧進行可逆反應(yīng)）。全固態(tài)鋰電池是鋰電池的一種創(chuàng)新體系。一是電芯中業(yè)態(tài)電解質(zhì)含量逐漸下降，固液混合電解質(zhì)逐步替代液態(tài)電解質(zhì)，并最終發(fā)展成為全固態(tài)電解質(zhì)。電解質(zhì)主要包括兩大類，一類是有機聚合物固態(tài)電解質(zhì)，一類是無機聚合物固態(tài)電解質(zhì)。其中的固態(tài)電解質(zhì)不同于傳統(tǒng)的鋰電池業(yè)態(tài)電解質(zhì)，具有高離子電導(dǎo)率、高離子遷移數(shù)、機械性能好、熱穩(wěn)定性好，具有良好的兼容性。

固體電解質(zhì)相比液態(tài)電解質(zhì)穩(wěn)定性好，電極材料不會溶解。更多較高電化學(xué)穩(wěn)定性的固體材料電解質(zhì)正在研究，未來正負極材料正朝著更高電壓、更大電流容量密度方向發(fā)展。但與此同時，固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展存在成本較高，阻抗和電導(dǎo)率導(dǎo)致充電倍率偏低，以及電極與電解質(zhì)界面阻抗過大等缺點。

3.3.2研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化、主要研發(fā)企業(yè)

國際方面，豐田在固態(tài)電池領(lǐng)域具有較長的研究歷史，其鋰硫體系電池已在美國成功申請專利，該體系最大特點在于良好的熱穩(wěn)定性和安全性，成為最具產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的技術(shù)路線。SolidPower公司則采用鋰金屬作為負極技術(shù)路線，研發(fā)更高能量密度的產(chǎn)品，并于寶馬公司開展產(chǎn)業(yè)化合作。此為，三星SDI、現(xiàn)代集團、日立集團、法國Bolloré、美國Sakti3等公司也在固態(tài)電池自主研發(fā)方面取得進展，力求早日實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

國內(nèi)方面，中科院寧波所以鋰金屬負極和鋰硫體系為方向，研究不同電解質(zhì)體系的高安全性、高倍率性固態(tài)電池。中科院青島能源與過程研究所提出離子導(dǎo)電聚合物體系，該體系由高分子聚合物和鋰鹽構(gòu)成，該體系對結(jié)構(gòu)的力學(xué)強度有明顯提升。此外，寧德時代、中電力神、贛鋒鋰業(yè)、國能電池等國內(nèi)企業(yè)已開展400Wh/kg以上高能量密度固態(tài)電池研發(fā)和制造工藝研究，固態(tài)電池替代當(dāng)前鋰電池的產(chǎn)業(yè)化進展逐漸加快。

4結(jié)論

本文從產(chǎn)業(yè)、市場、技術(shù)等方面詳細分析了我國鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展現(xiàn)狀，并從產(chǎn)業(yè)和技術(shù)角度分析了我國動力電池產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展趨勢，探討了我國動力電池在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、發(fā)展質(zhì)量、技術(shù)研發(fā)、國際發(fā)展等方面情況，最后指出我國鋰離子動力電池產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的路徑。我國動力電池市場需求巨大，但行業(yè)競爭日益激烈，行業(yè)洗牌和整合正在進行，市場將進一步向優(yōu)勢企業(yè)集中。在產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的過程中，動力電池產(chǎn)業(yè)主體必須將產(chǎn)品性能和安全性放到首位，不斷加強新材料體系動力電池研發(fā)和制造工藝創(chuàng)新能力建設(shè)，只有擁有足夠產(chǎn)品研發(fā)實力及規(guī)模化生產(chǎn)能力、把握產(chǎn)業(yè)化發(fā)展方向的主體才能在未來競爭中立于不敗之地。