中國粉體網(wǎng)訊 目前液態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)的能量密度已近極限，而使用全固態(tài)鋰電池能量密度具備突破500wh/kg的潛力，因此固態(tài)鋰電池是未來鋰電池的發(fā)展方向。固態(tài)鋰電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發(fā)的特性。而固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)鋰電池的核心，在很大程度上決定了固態(tài)鋰電池的各項性能參數(shù)，如功率密度、循環(huán)穩(wěn)定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。
雖然全球范圍內(nèi)有多家制造企業(yè)、初創(chuàng)公司和高�？蒲性核铝τ诠虘B(tài)鋰電池技術，但目前固態(tài)鋰電池量產(chǎn)產(chǎn)品很少，產(chǎn)業(yè)化進程仍處于早期，市場化產(chǎn)品產(chǎn)量較低。并且目前國內(nèi)外尚未有固態(tài)鋰電池及其相關材料的標準。
12月17日，《固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)性能要求及測試方法 無機氧化物固態(tài)電解質(zhì)》和《固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)性能要求及測試方法 聚合物及復合固態(tài)電解質(zhì)》兩項團體標準正式對外發(fā)布（從2020年11月起，由清華大學深圳國際研究生院材料研究院賀艷兵研究員科研團隊發(fā)起，深圳市電源技術學會開始啟動了系列固態(tài)鋰電池團體標準制定工作）。此次發(fā)布的兩項團體標準，為固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)性能要求及測試方法有標準可依，滿足了科研機構(gòu)和鋰電行業(yè)對固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)的標準化需求，并可促進固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。
標準主要內(nèi)容
目前已經(jīng)在使用或接近商用的固態(tài)鋰電池的固態(tài)電解質(zhì)有：氧化物、聚合物和硫化物三種。其中無機氧化物固態(tài)電解質(zhì)具有熱穩(wěn)定性好、電化學穩(wěn)定性好、高離子電導率、成本較低等優(yōu)點，在固態(tài)鋰電池中具有很大的應用前景。針對無機電解質(zhì)的特性，《固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)性能要求及測試方法 無機氧化物固態(tài)電解質(zhì)》中規(guī)定了離子導電率等技術指標（見表1）。
表 1 固態(tài)鋰電池用無機氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體的技術參數(shù)指標要求
將聚合物固態(tài)電解質(zhì)與無機陶瓷固態(tài)電解質(zhì)復合，能夠獲得剛?cè)岵膹秃瞎虘B(tài)電解質(zhì)，使電化學窗口、室溫離子傳輸性能和鋰離子遷移數(shù)進一步提升，有效解決了單一聚合物電解質(zhì)熱穩(wěn)定性差和力學強度低，以及單一無機固態(tài)電解質(zhì)與正負極界面接觸和加工性差的問題，利用聚合物復合電解質(zhì)研制的固態(tài)鋰電池具有高安全、高比能、耐高壓、長壽命等優(yōu)勢。針對聚合物電解質(zhì)的特性，《固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)性能要求及測試方法 聚合物及復合固態(tài)電解質(zhì)》，明確了離子導電率、熱穩(wěn)定性和機械性能等關鍵指標（見表2）。
表2 固態(tài)鋰電池用聚合物及復合固態(tài)電解質(zhì)的技術參數(shù)要求
在標準研制過程中，標準起草工作組聯(lián)合國內(nèi)固態(tài)鋰電池領域的科研團隊和鋰電企業(yè)進行了廣泛的調(diào)研和充分的討論。并根據(jù)標準編制的需要，搜集查閱了國內(nèi)外固態(tài)鋰電池相關文獻資料。例如，中國科學院硅酸鹽研究所溫兆銀團隊開發(fā)了含氟鋰鑭鋯氧（LLZO）電解質(zhì)，其離子電導率達到了～10-4 S·cm-1，相比于純相LLZO，電化學穩(wěn)定性有所提升（CN201310533064.3A）；比亞迪提供了一種聚合物電解質(zhì)，該聚合物電解質(zhì)含有聚氧化乙烯、鋰鹽和摻雜劑硫化銅，顯著提高了聚合物電解質(zhì)的室溫電導率和鋰離子遷移數(shù)，其室溫離子電導率達2.3×10-4 S·cm-1，鋰離子遷移數(shù)為0.45（CN101735589A）。在上述材料的收集整理基礎上，提出了標準提綱，確定了標準的框架內(nèi)容和技術指標。
這兩項標準實現(xiàn)了科研技術成果同步轉(zhuǎn)化為標準的成果，充分發(fā)揮標準構(gòu)建頂層設計，引領行業(yè)發(fā)展的作用。該兩項標準在產(chǎn)業(yè)發(fā)展早期既已發(fā)布，隨著固態(tài)鋰電池及固態(tài)電解質(zhì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展并逐漸走向成熟，將對固態(tài)鋰電池的關鍵材料、電池設計制造、電池性能測試及安全評價產(chǎn)生重要影響，助力固態(tài)鋰電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)范、快速發(fā)展。
參考來源：
深圳市電源技術學會
注：圖片非商業(yè)用途，存在侵權(quán)告知刪除
