報告從固態(tài)鋰離子電池材料的性能要求，發(fā)展現(xiàn)狀，面對的問題以及建議等方面進行論述。

01

固態(tài)鋰離子電池及對材料的性能要求

固態(tài)鋰離子電池是一類使用固體電極材料和固體電解質(zhì)材料的鋰離子電池。

與液態(tài)鋰離子電池，混合固液鋰離子電池不同，固態(tài)鋰離子電池的電池單體中不含有任何液體電解質(zhì)、液態(tài)溶劑及液態(tài)添加劑。

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固態(tài)鋰離子電池在安全性、循環(huán)性、耐高溫性、能量密度等方面展現(xiàn)出巨大優(yōu)勢，對材料的性能指標(biāo)要求也不同。

鋰離子遷移數(shù)

遷移數(shù)過低，陰離子會集聚在電極表面導(dǎo)致電池極化加劇，增大電池內(nèi)阻。

固固界面相容性

相關(guān)材料要具備良好的物理相容性和化學(xué)相容性，保證固態(tài)電解質(zhì)和固體電極接觸充分，在服役過程中界面接觸穩(wěn)定，不易分離，同時電解質(zhì)和電極之間無電化學(xué)副反應(yīng)發(fā)生。

02

固態(tài)鋰離子電池關(guān)鍵材料

根據(jù)電池材料組成，固態(tài)鋰離子電池可分為固態(tài)電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)、負極活性物資、導(dǎo)電劑和集流體。

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固態(tài)電解質(zhì)是固態(tài)鋰離子電池的核心部件，目前重要有聚合物固態(tài)電解質(zhì)、氧化物固態(tài)電解質(zhì)、硫化物固態(tài)電解質(zhì)三大類。

聚合物固態(tài)電解質(zhì)

聚合物固態(tài)電解質(zhì)由聚合物基體和鋰鹽絡(luò)合而成。

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氧化物固態(tài)電解質(zhì)

氧化物固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子導(dǎo)電性、優(yōu)良的耐高溫性、較寬的電化學(xué)窗口、接近1的鋰離子遷移數(shù)等優(yōu)勢，是當(dāng)前的研發(fā)熱點。

氧化物固態(tài)電解質(zhì)根據(jù)應(yīng)用場景可分為薄膜型和非薄膜型。

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硫化物固態(tài)電解質(zhì)

硫化物固態(tài)電解質(zhì)是目前固態(tài)電解質(zhì)體系中離子電導(dǎo)率最高的電解質(zhì)，但開發(fā)難度最大。

硫化物固態(tài)電解質(zhì)根據(jù)組成組元可分為二元硫化物和三元硫化物。

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負極活性物質(zhì)

固態(tài)鋰離子電池可以使用液態(tài)鋰離子電池幾乎所有的負極材料，包括碳族材料、氧化物材料等。

硅基和錫基理論比容量高達4200mA·h/g和994mA·h/g，有望成為新一代負極材料。

憑借固態(tài)電解質(zhì)先天優(yōu)勢，金屬鋰及鋰合金也是固態(tài)鋰離子電池重要的負極材料之一，理論比容量達3860mA·h/g。

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03

我國固態(tài)鋰離子電池發(fā)展?fàn)顩r

從電池體系，市場前景，校企合作三方面梳理了我國固態(tài)鋰離子電池的發(fā)展現(xiàn)狀。

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04

我國固態(tài)鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)面對的重要問題

分別從研發(fā)力量，關(guān)鍵技術(shù)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)三方面分析了我國固態(tài)鋰離子電池材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展面對的重要問題。

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推進我國固態(tài)鋰離子電池材料發(fā)展的對策建議

分別從產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新體系，產(chǎn)業(yè)化道路，國際影響力三方面提出了推進我國固態(tài)鋰離子電池材料發(fā)展的對策建議。

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