鉅大LARGE | 點擊量：1270次 | 2021年07月23日
全固態(tài)薄膜鋰離子電池研究進展以及特點解析
薄膜鋰離子電池的關鍵材料緊要包括正極膜、電解質膜以及負極膜。在薄膜型全固態(tài)鋰離子電池中，電解質起著至關緊要的用途，筆直影響到薄膜電池的充放電倍率、循環(huán)壽命、自放電、安全性以及高低溫性能。因此，固態(tài)電解質薄膜要求具有高的離子電導率、低的電子電導率、寬的電位窗口以及較好的化學和機械穩(wěn)定性。
我國的薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的研究與商業(yè)化起步相對較晚。近年來，薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有加快的趨勢，其對應的使用市場也在逐步張大。三維薄膜鋰離子電池的研究仍處于初期階段，大部分研究還處在概念設計、電極制備的狀態(tài)，完整的三維薄膜鋰離子電池報道極少。有關用金屬鋰做負極的全固態(tài)薄膜鋰離子電池而言，正極材料三維納米結構的構建尤為緊要，其性能筆直決定了全電池的性能。然而，三維正極材料構建上的困難一直制約著三維固態(tài)薄膜電池的研究與發(fā)展。
固態(tài)的鋰離子電池能夠制備柔性與薄膜電池，在3C產(chǎn)品設計中使用更為快速，此外熱穩(wěn)定性的提高加速薄膜型鋰電在特種使用范疇的使用，如可植入式和智能醫(yī)療設備、無線傳感器等使用范疇有潛在巨大市場。
我國的薄膜型全固態(tài)鋰離子電池技術成熟度與國際相比仍存在較大的差距，詳盡表現(xiàn)為：
①我國對薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的關鍵材料體系研究開發(fā)起步較晚，并且在薄膜電池的大規(guī)模制備、電池包的設計制造、電池密封保護層、封裝技術、失效機制、性能評估標準等方面也缺乏系統(tǒng)的研究；
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
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%
②在薄膜電池制備必需的真空鍍膜設備等硬件方面以及必需的濺射靶材等原材料方面，我國與美國使用材料公司、日本愛發(fā)科等國際公司相比缺乏相關的研發(fā)相關相關經(jīng)驗，公開報道的資料極少；
③在薄膜電池使用方面，Cymbet等國外公司已實現(xiàn)了薄膜型全固態(tài)鋰離子電池在微型電子設備上的使用，而國內(nèi)暫無可售的薄膜電池產(chǎn)品，在商業(yè)化使用方面也尚無公開報道。
因此，探索高效、低成本的正極厚膜制備技術是薄膜型全固態(tài)鋰離子電池將來進一步發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化使用的關鍵。隨著研究的不斷深入和新技術的不斷涌現(xiàn)，相信薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的單體電池容量和能量密度將不斷提高，制造成本不斷降低，在將來二次電池市場中占有緊要的一席之地。
薄膜型全固態(tài)鋰離子電池的特點
薄膜型全固態(tài)鋰離子電池具有完美的電極/電解質固-固界面,可以有效處理當前商用鋰離子電池的安全性問題,并具有超長的循環(huán)壽命、較寬的使用溫度范圍、較低的自放電率等優(yōu)勢,相比體型固態(tài)鋰離子電池性能優(yōu)越,受到了業(yè)界的廣泛關注。
薄膜型全固態(tài)鋰離子電池可以在更為苛刻的環(huán)境下使用，如耐高低溫能力更強，在低溫-40℃、高溫150℃下性能良好，從而可用于半導體工業(yè)中的高溫檢測器、石油勘探和空間檢測。
薄膜電極電勢均一，電極局域過充、過放電的風險小。
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