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高安全、高能量密度的固態(tài)電池為鋰電池發(fā)展必由之路
思瀚產(chǎn)業(yè)研究院    2024-05-16

全球電動(dòng)化快速發(fā)展，鋰離子電池憑借高能量密度、長(zhǎng)循環(huán)壽命等優(yōu)勢(shì)成為消費(fèi)電子、新能源汽車、儲(chǔ)能等諸多下游行業(yè)主要供能載體，支撐全球電動(dòng)化進(jìn)程。

但隨著新能源汽車滲透率持續(xù)提升，由于電池?zé)崾Э貙?dǎo)致的新能源車安全事故成為新能源車行業(yè)面臨的一大挑戰(zhàn)；此外，隨著液態(tài)鋰電池技術(shù)愈發(fā)成熟，其能量密度提升愈發(fā)困難，限制新能源車?yán)m(xù)航提升，里程焦慮成為限制新能源車滲透率進(jìn)一步提升另一大瓶頸。

全固態(tài)電池使用固體電解質(zhì)替代易燃易爆的電解液，實(shí)現(xiàn)電池本征安全，同時(shí)可以應(yīng)用更高比容量的正負(fù)極材料，打開鋰電池能量密度天花板，成為全面提升鋰電池性能的必然選擇。

液態(tài)電池為目前全球鋰電池主流技術(shù)，工藝及供應(yīng)鏈成熟，成本低，但電池本征安全問(wèn)題及能量密度限制其進(jìn)一步發(fā)展。半固態(tài)電池安全性及能量密度較液態(tài)電池有所提升，且產(chǎn)線與液態(tài)電池可以較好的兼容，成為液態(tài)與固態(tài)電池之間的過(guò)渡方案；固態(tài)電池可以解決電池本征安全問(wèn)題，并可大幅提升鋰電池能量密度，此外具有更好的寬溫性能，是鋰電池發(fā)展終局之選，但目前仍有制造成本高、固固界面導(dǎo)電性差等問(wèn)題，限制其大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。

固態(tài)電池核心優(yōu)勢(shì)之一為其具有高安全性，主要由于其以熱穩(wěn)定性強(qiáng)、不易燃的固態(tài)電解質(zhì)，替代易燃的液態(tài)電解液，大幅降低電池自燃、爆炸風(fēng)險(xiǎn)。此外，固態(tài)電解質(zhì)具有更高的機(jī)械強(qiáng)度，能更好地抵抗電池內(nèi)部的機(jī)械應(yīng)力，防止鋰枝晶穿透隔膜導(dǎo)致短路。

同時(shí)，其化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，不易與電極材料發(fā)生反應(yīng)，進(jìn)一步增加電池穩(wěn)定性。因此，機(jī)械濫用、電濫用、熱濫用三大鋰電池?zé)崾Э刂饕梢?，在固態(tài)電池的應(yīng)用下均得到良好的解決，固態(tài)電池安全性較液態(tài)電池大幅提升。