關(guān)于電池中的全固態(tài)鋰離子電池發(fā)展概況，你了解嗎？

隨著社會(huì)的快速發(fā)展，我們的全固態(tài)鋰離子電池也在快速發(fā)展，那么你知道全固態(tài)鋰離子電池的詳細(xì)資料解析嗎?接下來讓小編帶領(lǐng)大家來詳細(xì)地了解有關(guān)的知識(shí)。

統(tǒng)鋰離子電池的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)在高溫下極易起火，造成電池?zé)崾Э?，具有較大安全隱患;同時(shí)，由于金屬鋰負(fù)極在電解液中極易出現(xiàn)枝晶，刺穿隔膜引起電池內(nèi)短路，所以基于有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰離子電池不能采用金屬鋰作為負(fù)極，限制了電池能量密度的進(jìn)一步提升。

鋰系電池分為鋰電池和鋰離子電池，手機(jī)和筆記本電腦使用的都是鋰離子電池，通常人們俗稱其為鋰電池，而真正的鋰電池由于危險(xiǎn)性大(使用過程中可能發(fā)生爆炸)，故很少應(yīng)用于日常電子產(chǎn)品。鋰離子電池是指分別用兩個(gè)能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的化合物作為正負(fù)極構(gòu)成的二次電池，鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li 從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài);放電時(shí)則相反。

全固態(tài)鋰離子電池由于采用耐高溫的固態(tài)電解質(zhì)代替常規(guī)有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)，故安全性好于傳統(tǒng)鋰離子電池。同時(shí)，由于固態(tài)電解質(zhì)的機(jī)械性能遠(yuǎn)優(yōu)于電解液，所以其理論上可以有效阻擋金屬鋰負(fù)極在充放電過程中出現(xiàn)的枝晶，使得全固態(tài)鋰離子電池可以采用金屬負(fù)極，進(jìn)一步提高電池的能量密度。

鋰電主要正極、負(fù)極、電解質(zhì)、隔膜構(gòu)成，一般采用含有鋰元素的材料作為電極，是現(xiàn)代高性能電池的代表。鋰離子電池的核心是正極材料，其容量與電池的成本決定了電池綜合性能的優(yōu)良與否，以及鋰離子電池的商業(yè)化進(jìn)程。

然而，固態(tài)電解質(zhì)的本征電化學(xué)性能及其與正、負(fù)極的界面穩(wěn)定性等多個(gè)方面的問題限制了全固態(tài)電池的實(shí)際應(yīng)用。尤其在正極結(jié)構(gòu)中，包括活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和固態(tài)電解質(zhì)等在內(nèi)的不同組分之間固-固界面的穩(wěn)定性限制了電池的容量發(fā)揮和循環(huán)壽命，是阻礙電池性能提升的重要瓶頸。

固態(tài)鋰電池又稱全固態(tài)鋰二次電池，簡稱全固態(tài)鋰電池。電池各單元，包括正負(fù)極、電解質(zhì)全部采用固態(tài)材料的鋰二次電池，是從上世紀(jì)50年代開始發(fā)展起來的。目前，對(duì)于全固態(tài)鋰二次電池的研究按電解質(zhì)的分類主要為聚合物全固態(tài)鋰電池和無機(jī)全固態(tài)鋰電池。

其中，固-固界面化學(xué)和電化學(xué)穩(wěn)定性不佳導(dǎo)致正極材料固-固界面不斷發(fā)生化學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，使鋰離子在反應(yīng)過程中逐漸消耗，造成電池的容量衰減;其較差的機(jī)械穩(wěn)定性導(dǎo)致正極材料固-固界面發(fā)生剝離，減小了正極活性物質(zhì)與導(dǎo)電劑和集流體的接觸面積，使電池阻抗大幅新增，降低了電池的容量和循環(huán)壽命;界面熱穩(wěn)定性不佳導(dǎo)致正極材料和固態(tài)電解質(zhì)在高溫下容易發(fā)生分解和元素滲透，造成電極與電解質(zhì)在高溫下相變從而失效，限制了電池的裝配工藝普適性。因此，提高全固態(tài)鋰離子電池正極材料固-固界面的穩(wěn)定性是提升全固態(tài)鋰離子電池電化學(xué)性能的關(guān)鍵。

使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變，其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極，這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。此外，許多新型高性能電極材料，可能之前與現(xiàn)有的電解液體系的兼容性并不好，但是在使用全固態(tài)電解質(zhì)后該問題可以得到一定的緩解。

以上就是全固態(tài)鋰離子電池的有關(guān)知識(shí)的詳細(xì)解析，需要大家不斷在實(shí)際中積累經(jīng)驗(yàn)，這樣才能設(shè)計(jì)出更好的產(chǎn)品，為我們的社會(huì)更好地發(fā)展。