
當前,電動汽車的發展引人關注,業界對新能源汽車的前景寄予厚望。電池作為核心部件,選擇什么樣的正負極材料備受爭議。中國、日本、美國等相繼提出了動力電池的發展目標,對電池能量密度的要求越來越高,也提出了相應的發展指標。如何在實現超高能量密度指標的同時,兼顧動力電池使用時的安全性、壽命和成本,這是所有研發人員都必須考慮的問題。
鋰離子電池提供了一種輕量級的儲能解決方案。一般認為,全固態鋰離子電池用固體電解質代替常規的液體電解質,具有顯著的優點。2016年,美國能源部為汽車技術辦公室提供了一筆高達1 970萬美元的財政撥款,用來支持研究和開發先進汽車技術,其中電池項目的資助都是用于支持類固體電解質的開發的。在我國,目前也有很多科研團隊和企業從事相關研發。
但是,從全球范圍來看,全固態鋰離子電池仍處于實驗室階段。中國科學院物理研究所研究員李泓認為,目前,全固態鋰離子電池開發面臨電解質和正負極材料的集成、鋰離子電導率低、金屬鋰電極體積變化等多方面的挑戰。“從長遠來看,我們應當提高安全性,追求全固態金屬鋰,逐漸增加固體電解質和負極中的鋰含量。目前,中國科學院正在這方面做進一步的開發,力求兼顧全固態鋰離子電池的優點和液態鋰離子電池的優點,希望能夠取長補短,逐步改善現有電池技術。”李泓介紹說。
李泓還指出,在世界范圍內,全固態鋰離子電池預計在2020年左右能夠實現小批量生產,并逐漸進入市場,它可能會先滿足其他領域的應用,再進入動力電池領域。在這個過程中,還有很多的基礎科研問題和技術有待突破。“從綜合指標上看,目前的研究還遠遠不能滿足動力電池的技術要求,我們希望一步步往前走,逐步改善現有鋰離子電池在兼顧能量密度和安全性方面所遇到的問題。”李泓說。