全固态电池迎来新突破 新能源汽车或装上更有力“心脏”

作为全球锂电池方向的研究热点和前沿领域，具有高安全性、高能量密度和高功率密度的全固态锂（离子）电池体系是车用动力电池和储能电池重要的发展方向。2019年7月30日，国际新锐纳米期刊《Materials Today Nano》在线发表了中科院物理所李泓和吴凡团队在固态电解质领域的最新研究成果。

中科院物理所李泓和吴凡团队

由于液态电解液易泄露、易燃，现有锂离子电池正、负极以及液态电解质体系业已触及能量密度的瓶颈，目前商用动力电池面临着安全性差、能量密度低两大问题。研究团队认为，采用不燃的固体电解质替代商用电解液，一方面能够从根本上保证锂离子电池的安全性；另一方面简化电池构建步骤、省去大量非活性材料，还使金属锂负极成为可能（抑制锂枝晶），能够大幅提升电池的能量密度。

2018年12月，斯坦福大学崔屹团队已在《Materials Today Nano》发表综述文章，详细阐述了纳米复合固体电解质的发展前景和面临的挑战。纳米复合固态电解质通过在高分子聚合物中引入纳米无机填料，具有加工性能优异、离子电导率合理、柔韧性等一系列优点。相比于传统的液体电解质，固态电解质的不可燃烧性能够在一定程度上提高电池的安全性能。文章提出，接下来的研究重点是进一步提高固态电解质的机械性能和化学稳定性，使其能够匹配锂金属负极和高压正极做成更高能量密度的全固态锂电池电池。

而实现全固态电池的固态电解质主要分为聚合物、氧化物、硫化物三种体系。中科院物理所李泓和吴凡团队的最新研究成果将溶剂参与的硫化物制备和加工过程划分为液相合成、溶液工艺和浆料工艺三种过程，对各个过程进行了清晰的区分和定义，并总结了不同工艺的基本制备策略、溶剂选择标准和加工细节，为“硫化物基电解质、复合电极层/电解质层和全固态电池的大规模生产和实际应用”提供了帮助和指导。

硫化物固态电池实验室-天目湖先进储能技术研究院

上述两项研究成果也为实现动力电池的固态化打下了基础。据悉，新能源汽车作为当前我国优先发展的支柱性产业，其“心脏”——动力电池产业的发展受到党中央、国务院高度重视。2017年2月20日，工业和信息化部会同发展改革委、科技部、财政部等有关部门联合印发《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，明确提出到2025年，新体系动力电池技术取得突破性进展，单体比能量达500瓦时/公斤；且安全性应满足大规模使用的需求。