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固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)被什么制約了?

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:564次  |  2022年02月15日  

目前,全球范圍內(nèi)約有20多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高校科研院所致力于固態(tài)電池技術(shù)。


高等院校大多數(shù)專注于材料層面的研究,國(guó)外以美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室為代表,在國(guó)內(nèi),中科院2013年設(shè)立固態(tài)先導(dǎo)計(jì)劃,希望5年內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化;一些研究機(jī)構(gòu)、Start-up和新能源公司在材料研發(fā)與制備方面具備獨(dú)特技術(shù),電池樣品則以手工/半手工為主,僅少部分實(shí)現(xiàn)示范車用。大型企業(yè)方面,日本以豐田、日立造船和出光興產(chǎn)等為代表,在固態(tài)電池的車用領(lǐng)域處于世界領(lǐng)先位置。


固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化與電芯的高一致性和規(guī)?;苽涞碾y易程度密切相關(guān):


就制備工藝而言,鑒于當(dāng)前固態(tài)電解質(zhì)膜的柔韌性不佳,固態(tài)電芯組裝更多偏向疊片而非卷繞工藝,但細(xì)分工藝尚不可知;


就制造裝備而言,盡管固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池存在較大差異,但不存在根本性區(qū)別,只是在涂布、封裝等工序上需要定制化的設(shè)備,而且制造環(huán)境需在更高要求的干燥間進(jìn)行。

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充電溫度:0~45℃
-放電溫度:-40~+55℃
-40℃最大放電倍率:1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

因此,固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化的實(shí)現(xiàn)從根本上還是取決于材料工藝層面的突破,包括關(guān)鍵材料、極片、正負(fù)極與電解質(zhì)匹配的材料工藝,目前,在界面電阻降低,金屬鋰高容量、高倍率和低體積變化的解決方案,以及兼具離子電導(dǎo)和機(jī)械特性的固態(tài)電解質(zhì)膜的成熟制備技術(shù)等方面尚缺乏有效的解決方案。


因此,高能量密度全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用,有望通過半固態(tài)電池、固態(tài)電池和全固態(tài)電池3個(gè)階段逐步實(shí)現(xiàn),預(yù)計(jì)耗時(shí)5~10年時(shí)間。


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