新的固态电池技术又来了！

2019-08-15 16:36

新的固态电池技术又登场了！根据了解，廉价、大容量的固态电池有可能使以往的实用化构思提前实现。

据悉，开发该固态电池产品的是比利时的研究机构IMEC，松下也参与了其中电解质材料的开发。IMEC于6月宣布，开发出了体积能量密度为425 h /L的固体电解质锂离子充电电池(图1)。假设正极活物质使用磷酸铁锂(LFP)，而负极活物质使用金属锂。

新的固态电池技术又登场了！

图1 2024年达成1000 Wh/L

这张图展示了使用电解液的锂离子电池和IMEC开发的固体电池的体积能量密度变迁。作为电解液锂离子电池产品，400 Wh/L已经是其标准值，在实验室中也存在过700 Wh/L的实例，如果未来没有突破，那么800 Wh/L可能是其界限，但固态电池将在不久的几年内超过这一界限。目前来看，全固态电池是比不上电解液电池的，但从图中的增长趋势可看到，其能量密度的年增长率几乎呈直线上升，同时固态电池将在2020年之后后来居上，在2024年大约可达到1000 Wh/L，而且充电速率可达2-3c(20-30分钟充电)。

由液态向固态转变？

IMEC电池的最大特点是其制造过程(图2)，与目前的电解液电池相同，首先是正极的形成，然后将液体电解质渗透到正极材料中。

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图2 制造过程中电解液固体化

IMEC的整个固体电池的制造过程概要(a)：首先在聚电体上形成正极材料，在那里参入作为电解质前体的液体材料，将其固体化后形成负极层等。与以往的固体电解质不同，具有能够在一定程度上利用现有的锂离子电池制造装置等优点（b）。

不同之处在于，使电解质干燥后变为固体从而形成负极。实现起来也较容易，只需要在量产时对现有的电解液电池用装置进行略微的变更，就可以很好地利用，因此即使是全固体电池，也没有必要对其进行高额投资。实际上，IMEC目前已基本确立了批量生产大型电池的技术，该公司计划在2019年内进行尺寸大小为A4、容量为5Ah的电池试制。

由于电解质最初是以液体的方式渗透到电极的各个角落，所以在固体电池中“电极与固体电解质的接触面积小、界面电阻非常高”的现象也难以发生。从你的角度来看，哪种电池会在未来更得市场？