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

鉅大LARGE  |  點擊量:563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。


高等院校大多數(shù)專注于材料層面的研究,國外以美國阿貢國家實驗室為代表,在國內(nèi),中科院2013年設立固態(tài)先導計劃,希望5年內(nèi)實現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化;一些研究機構、Start-up和新能源公司在材料研發(fā)與制備方面具備獨特技術,電池樣品則以手工/半手工為主,僅少部分實現(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)電池的車用領域處于世界領先位置。


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:


就制備工藝而言,鑒于當前固態(tài)電解質膜的柔韌性不佳,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備,而且制造環(huán)境需在更高要求的干燥間進行。

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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)化的實現(xiàn)從根本上還是取決于材料工藝層面的突破,包括關鍵材料、極片、正負極與電解質匹配的材料工藝,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,以及兼具離子電導和機械特性的固態(tài)電解質膜的成熟制備技術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個階段逐步實現(xiàn),預計耗時5~10年時間。


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