这种电池,叫做全固态锂电池。
简单来讲,传统锂离子电池是正、负极被隔膜分开,并灌入有机电解液的结构。电解液易渗出,特别遇到正负极短路或者过充等,将导致温度快速升高,电解液蒸发分解,产生大量气体,从而使电池出现安全问题,甚至导致电池燃烧爆炸。
而全固态锂电池不同,它是用全固态电解质发挥二合一的功效,取代传统电池里的隔膜和电解液,从而解决安全问题。同时,采用全固态电解质后,可以使用金属锂作为负极,从而提升能量密度,因此,全固态电解质堪称解决电池安全的“金钥匙”。
从技术角度看,全固态电池看似简单,其实也很复杂。
比如,液态锂离子电池的正极层中,包含了正极活性物质,导电剂、电解液、粘结剂等多种成分,假如换成全固态电解质,因为正极层中没有电解液渗透,多种成分的配比组合问题会很复杂。
做液态锂离子电池就像我们和沙子搅水泥铺地面,加水就可以让石子、沙子与水泥调和,但是在全固态电池没有液态物质参与,如何解决固态跟固态材料的界面问题,并保证有效物质的活性,挑战很大。
目前,法国Bolloré、美国Sakti3和日本丰田分别代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固态电解质的典型技术研发方向。
实际上,几种方式结合起来也是一种思路,比如把无机材料跟有机材料结合起来,总体原则是要在多个方案中间进行尝试。
从成本角度看,全固态电池在动力、储能等领域具有很好的前景。
这种电池的产业化,国内的提法一般是到2020~2025年实现,也有专家提出来要争取在五年之内产业化。这个目标取决于产业化标准,在多大程度、多大规模上实现。
比如,据报道德国宝马公司的目标是到2028年,日本丰田公司并未宣布商业化日程,但是较早就在全固态电池领域投入力度很大,一直在鼓足劲加油干。
中国科学院院士南策文认为,不要过于担心成本问题。因为任何新技术、新产品刚一开始出来,成本都较高,一旦生产技术成熟、产量上去了,成本自然而然就能下来。
















