中國粉體網(wǎng)訊 近日,，豐田向美國提交了一份專利申請，這份申請專利主要是圍繞豐田在固態(tài)電池上的研究有關(guān),，應(yīng)用主要描述了豐田如何通過添加“特殊磷酸酯”來提高電池的熱穩(wěn)定性,。作為韓國最大跨國企業(yè)的三星集團頻頻突發(fā)手機電池爆炸事件，近期透露將大力開展固態(tài)鋰電池的研究,，并宣稱能供應(yīng)用到智能手機上的固態(tài)電池將在一到兩年內(nèi)成熟,。而作為三星集團“死對頭”的LG化工也在大力的研究固態(tài)鋰電池，并且也取得了不錯的速度,。
“如果能量密度進一步提高,，大于500瓦時/公斤的話，從現(xiàn)在開始就要考慮固態(tài)鋰電池,，以及鋰空氣電池,、鋰硫電池等新的電化學(xué)體系探索研究”，中國工程院院士陳立泉在談到電池的未來發(fā)展時表示,。似乎隨著對電池性能和要求的提高,，研究的趨勢已經(jīng)開始指向了固態(tài)鋰電池,。
根據(jù)數(shù)據(jù)資料顯示，該電池的使用壽命和安全性都明顯高于目前所用主流的鋰電池,。全固態(tài)鋰電池在構(gòu)造上比傳統(tǒng)鋰離子電池要簡單的多,，固體電解質(zhì)除了傳導(dǎo)鋰離子，也充當(dāng)了隔膜的角色,，所以,，在全固態(tài)鋰電池中，電解液,、電解質(zhì)鹽,、隔膜與黏接劑聚偏氟乙烯等都不需要使用，大大簡化了電池的構(gòu)建步驟,。
正因為目前固態(tài)鋰電池所具備的性能是普通鋰電所欠缺的,，全固態(tài)鋰電池的先導(dǎo)性研究在世界各地積極地進行著，計劃在2020年前后開始商業(yè)推廣,。在眾多后鋰離子充電電池中,，包括日本豐田汽車、韓國三星電子和德國KOLIBRI電池公司對全固態(tài)鋰電池都表現(xiàn)出特別的興趣,。下圖為未來二十年大容量鋰電池的發(fā)展路徑,，從圖可以看出，全固態(tài)電池技術(shù)其實可以覆蓋到鋰硫電池,、鋰空氣電池或鋰金屬電池相關(guān)的一些核心材料與關(guān)鍵技術(shù),，包括電池設(shè)計、高性能固態(tài)隔膜材料等,。全固態(tài)鋰電池作為下一代高安全性儲能技術(shù)應(yīng)用的迫切性己開始被認識,。
國內(nèi)在無機全固態(tài)鋰電池領(lǐng)域的研究己經(jīng)開展了很多年，主要集中在微型器件使用的薄膜固態(tài)鋰電池方面,。在大容量無機全固態(tài)鋰電池方面的研究卻鮮有報道,，近年，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所在大容量無機全固態(tài)鋰電池用正極材料,、固體電解質(zhì)材料以及電極/電解質(zhì)界面改性研究等方面也取得了不錯的結(jié)果,。而要發(fā)展這種新型化學(xué)儲能技術(shù)，同樣面臨著很多的科學(xué)問題有待解決,，主要包括:高穩(wěn)定性、高離子導(dǎo)電特點鋰離子導(dǎo)電材料體系的構(gòu)效關(guān)系與材料設(shè)計研究,、電極/電解質(zhì)固固兩相界面調(diào)控與反應(yīng)機制研究,、全固態(tài)體系中鋰離子嵌脫過程引起的材料應(yīng)力分布變化和對電池性能的影響及調(diào)控研究，以上技術(shù)與科學(xué)問題的解決對推動全固態(tài)鋰電池的實用化將具有重要的現(xiàn)實意義,。
中科院青島生物能源與過程研究所在高能量密度固態(tài)電池研究中取得進展,，針對固態(tài)電池發(fā)展中固固界面阻抗過大的瓶頸問題,，研究成員創(chuàng)造性地提出“原位自形成固態(tài)電解質(zhì)”的解決方案，有效降低界面阻抗和提升電池綜合性能,。目前中科院青島能源所已開發(fā)出6Ah大容量三元固態(tài)鋰電池,，具有能量密度高、循環(huán)壽命長,、安全性能佳等優(yōu)勢,。2017年1月15日，該所研發(fā)的固態(tài)鋰電池隨中科院深海所的深潛器出海,，啟程遠赴馬里亞納海溝進行全海深示范應(yīng)用,，這是我國首個自主研發(fā)可應(yīng)用于深潛器的高能量密度、高性能全固態(tài)鋰電池,。
此外,，由清華大學(xué)南策文院士團隊創(chuàng)建的清陶(昆山)能源發(fā)展有限公司也是國內(nèi)較早開展全固態(tài)鋰電池技術(shù)研發(fā)的團隊之一。南策文院士表示：“清陶發(fā)展把實現(xiàn)全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化定為2017年的首要任務(wù),，將重點解決材料匹配,、裝備升級、產(chǎn)品一致性等核心問題,，力爭于2017年9月推出第一批全固態(tài)鋰電池產(chǎn)品,。”
相對而言,，豐田,、松下、三星,、三菱以及國內(nèi)的寧德時代等電池行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)都已經(jīng)積極布局固態(tài)電池的儲備研發(fā),。目前為止，技術(shù)成熟度較高,、技術(shù)沉淀較深的當(dāng)屬法國的Bolloré,、美國Sakti3和日本豐田。這三家也分別代表了以聚合物,、氧化物和硫化物三大固態(tài)電解質(zhì)的典型技術(shù)開發(fā)方向,。
2016年12月17日，寧德時代研發(fā)經(jīng)理郭永勝在“第七屆全球新能源汽車大會(GNEV7)”上介紹了公司固態(tài)鋰金屬電池的研發(fā)進程,，他表示,，寧德時代在做固態(tài)電池之前對全球做固態(tài)電池的企業(yè)做了調(diào)研，目前該項目還處于早期階段,。寧德時代在研發(fā)過程中,，也在關(guān)注固態(tài)電池的制造問題，固態(tài)電池整個制造工藝跟傳統(tǒng)的鋰離子的制造工藝不同,，需要新的設(shè)備,，新的工藝,，所以寧德時代也同時進行工藝的研發(fā)。
從整體來看,，固態(tài)電池現(xiàn)在的制備技術(shù)成熟度還有待加強,，能形成規(guī)模產(chǎn)能的企業(yè)有限，技術(shù)規(guī)�,；瘮U產(chǎn)需要克服的困難還有很多,，仍處于推廣發(fā)展期�,？偟膩碚f,，大容量全固態(tài)鋰電池的發(fā)展前景是非常光明的，影響大容量全固態(tài)鋰電池性能的科學(xué)與技術(shù)問題正在逐步解決,，大容量全固態(tài)鋰電池在未來儲能甚至動力領(lǐng)域中必將得到廣泛應(yīng)用,！
