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(xiàng)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(shù)，但目前固態(tài)鋰電池量產(chǎn)產(chǎn)品很少，產(chǎn)業(yè)化進(jìn)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(guān)材料的標(biāo)準(zhǔn)。
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(jī)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(fù)合固態(tài)電解質(zhì)》兩項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式對(duì)外發(fā)布（從2020年11月起，由清華大學(xué)深圳國際研究生院材料研究院賀艷兵研究員科研團(tuán)隊(duì)發(fā)起，深圳市電源技術(shù)學(xué)會(huì)開始啟動(dòng)了系列固態(tài)鋰電池團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)制定工作）。此次發(fā)布的兩項(xiàng)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，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(biāo)準(zhǔn)可依，滿足了科研機(jī)構(gòu)和鋰電行業(yè)對(duì)固態(tài)鋰電池用固態(tài)電解質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)化需求，并可促進(jìn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化。
標(biāo)準(zhǔn)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(jī)氧化物固態(tài)電解質(zhì)具有熱穩(wěn)定性好、電化學(xué)穩(wěn)定性好、高離子電導(dǎo)率、成本較低等優(yōu)點(diǎn)，在固態(tài)鋰電池中具有很大的應(yīng)用前景。針對(duì)無機(jī)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(jī)氧化物固態(tài)電解質(zhì)》中規(guī)定了離子導(dǎo)電率等技術(shù)指標(biāo)（見表1）。
表 1 固態(tài)鋰電池用無機(jī)氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體的技術(shù)參數(shù)指標(biāo)要求
將聚合物固態(tài)電解質(zhì)與無機(jī)陶瓷固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合，能夠獲得剛?cè)岵?jì)的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，使電化學(xué)窗口、室溫離子傳輸性能和鋰離子遷移數(shù)進(jìn)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(xué)強(qiáng)度低，以及單一無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)與正負(fù)極界面接觸和加工性差的問題，利用聚合物復(fù)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(duì)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(fù)合固態(tài)電解質(zhì)》，明確了離子導(dǎo)電率、熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能等關(guān)鍵指標(biāo)（見表2）。
表2 固態(tài)鋰電池用聚合物及復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)參數(shù)要求
在標(biāo)準(zhǔn)研制過程中，標(biāo)準(zhǔn)起草工作組聯(lián)合國內(nèi)固態(tài)鋰電池領(lǐng)域的科研團(tuán)隊(duì)和鋰電企業(yè)進(jìn)行了廣泛的調(diào)研和充分的討論。并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制的需要，搜集查閱了國內(nèi)外固態(tài)鋰電池相關(guān)文獻(xiàn)資料。例如，中國科學(xué)院硅酸鹽研究所溫兆銀團(tuán)隊(duì)開發(fā)了含氟鋰鑭鋯氧（LLZO）電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率達(dá)到了～10-4 S·cm-1，相比于純相LLZO，電化學(xué)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(dǎo)率和鋰離子遷移數(shù)，其室溫離子電導(dǎo)率達(dá)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(chǔ)上，提出了標(biāo)準(zhǔn)提綱，確定了標(biāo)準(zhǔn)的框架內(nèi)容和技術(shù)指標(biāo)。
這兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)了科研技術(shù)成果同步轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)的成果，充分發(fā)揮標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)建頂層設(shè)計(jì)，引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展的作用。該兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)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(duì)固態(tài)鋰電池的關(guān)鍵材料、電池設(shè)計(jì)制造、電池性能測試及安全評(píng)價(jià)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(shù)學(xué)會(huì)
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