固態鋰電池關鍵材料發展研究
時間:2019-10-17 10:57來源:賽迪智庫 作者:綜合報道
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報告從固態鋰電池材料的性能要求，發展現狀，面臨的問題以及賽迪建議等方面進行論述。
01
固態鋰電池及對材料的性能要求
固態鋰電池是一類使用固體電極材料和固體電解質材料的鋰電池。
與液態鋰電池，混合固液鋰電池不同，固態鋰電池的電池單體中不含有任何液體電解質、液態溶劑及液態添加劑。
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固態鋰電池在安全性、循環性、耐高溫性、能量密度等方面展現出巨大優勢，對材料的性能指標要求也不同。
鋰離子遷移數
遷移數過低，陰離子會集聚在電極表面導致電池極化加劇，增大電池內阻。
固固界面相容性
相關材料要具備良好的物理相容性和化學相容性，保證固態電解質和固體電極接觸充分，在服役過程中界面接觸穩定，不易分離，同時電解質和電極之間無電化學副反應發生。
02
固態鋰電池關鍵材料
根據電池材料組成，固態鋰電池可分為固態電解質、正極活性物質、負極活性物資、導電劑和集流體。
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固態電解質是固態鋰電池的核心部件，目前主要有聚合物固態電解質、氧化物固態電解質、硫化物固態電解質三大類。
聚合物固態電解質
聚合物固態電解質由聚合物基體和鋰鹽絡合而成。
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氧化物固態電解質
氧化物固態電解質具有較高的離子導電性、優良的耐高溫性、較寬的電化學窗口、接近1的鋰離子遷移數等優勢，是當前的研發熱點。
氧化物固態電解質根據應用場景可分為薄膜型和非薄膜型。
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硫化物固態電解質
硫化物固態電解質是目前固態電解質體系中離子電導率最高的電解質，但開發難度最大。
硫化物固態電解質根據組成組元可分為二元硫化物和三元硫化物。
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負極活性物質
固態鋰電池可以使用液態鋰電池幾乎所有的負極材料，包括碳族材料、氧化物材料等。
硅基和錫基理論比容量高達4200mA·h/g和994 mA·h/g，有望成為新一代負極材料。
憑借固態電解質先天優勢，金屬鋰及鋰合金也是固態鋰電池主要的負極材料之一，理論比容量達3860 mA·h/g。
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03
我國固態鋰電池發展狀況
賽迪智庫分別從電池體系，市場前景，校企合作三方面梳理了我國我國固態鋰電池的發展現狀。
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04
我國固態鋰電池材料產業面臨的主要問題
賽迪智庫分別從研發力量，關鍵技術，行業標準三方面分析了我國固態鋰電池材料產業發展面臨的主要問題。
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05
推進我國固態鋰電池材料發展的對策建議
賽迪智庫分別從產業創新體系，產業化道路，國際影響力三方面提出了推進我國固態鋰電池材料發展的對策建議。
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