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文档简介

1、新一代电池走向全固态新一代电池走向全固态1.全固态锂电池的结构全固态锂电池的结构 全固态锂二次电池，简称全固态锂电池，即电池各个原件，包括正 负极，电解质全都采用固态材料的锂二次电池。全固态锂电池在结构上要比传统锂电池简单，所以在全固态锂电池中，电解液、电解质盐、隔膜等都不需要使用，大大简化了电池构建步骤。图1 传统锂电池与固态锂电池的区别图 全固态锂二次电池按电解质区别划分为两大类：有机电解质的聚合物全固态锂电池和无机电解质的无机全固态锂电池。通过图2可以看出聚合物固态电解质的优点是安全性较高，能制备成各种形状、通过卷对卷生产的方式相对简单。无机固态电解质的明显优点是安全性极高，寿命长，是各

2、类微型电子产品电源的最佳选择。 与全固态锂电池相比，传统锂电池在安全性上远远不及，高温下有燃烧甚至爆炸危险。 图2 不同类型的锂基电池的特性比较 传统锂离子电池有较大的安全隐患，每年因电池燃烧甚至爆炸而造成的事故屡见不鲜（见图3）。2.2.全固态锂电池的安全优势全固态锂电池的安全优势图3 传统锂电池爆炸事例 全固态锂电池的安全性远大于传统锂电池，究其原因，在于两者采用的电解质不同。传统锂电池采用有机电解液，因过度充电、内部短路等异常时电解液发热，有自燃甚至爆炸的危险。 全固态锂电池采用固态电解质，不含易燃、易挥发成分，不存在漏液现象，抗温度性能好。有望彻底解决电池的安全性问题。3.全固态锂电池

3、的材料全固态锂电池的材料固态电解质固态电解质硫化物温室中电导率高；易成型；大气中不稳定！氧化物氧化物高的离子电导率；高的离子电导率；良好的稳定性；良好的稳定性；高机械强度；高机械强度；高氧化电位。高氧化电位。LiPON与金属锂、正极材料与金属锂、正极材料具有良好的稳定性。具有良好的稳定性。离子电导率低；离子电导率低；难以与电极粉体形成复合难以与电极粉体形成复合电极，只能用于薄膜电极，只能用于薄膜电池电池。聚合物电解质聚合物电解质柔韧性好柔韧性好易加工；易加工；温室电导率低。温室电导率低。3.1 电解质材料电解质材料3.2 电极材料电极材料4.锂电池的应用与发展锂电池的应用与发展图4 全球锂电池使用状况图 从图4可看出，随着社会的发展，和科学技术的进步，锂电池的应用充斥着我们的生活的方方面面。社会对锂电池的需求量也从未大刀饱和。 图5 锂电池的发展路径 从图5的三幅图中，我们可以看出在社会发展需求和市场需求的推动下，基于新概念、新材料和新技术的锂二次电池

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