固体锂离子电池的特点不同点简要描述

1、体锂离子电池的特点不同点简要描述全固态锂离子电池：安全性的优势是不言而喻的，固态锂离子电池与普通导电液锂 离子电池相比这方面有明显优势；使用寿命特别长，固态电池的周期寿命特性原本就优异，现在 有试验表明充放电次数40000-100000次。采用固态电解质的大容量新一代电池，即所谓“全固态电池”近 年来开始受到瞩目。这是由于其在能量密度提高的同时，还可望确保 安全性和实现长寿命化。随着电动车和大型定置设备蓄电用途电池应 用需求增加，具有安全与长寿命的固态电池正成为下一个候选产品。传统采用有机电解液的锂离子充电电池，过度充电、内部短路等 异常情况发生时可能导致电解液发热，有自燃或爆炸的危险。全固态

2、 电池不采用液体电解液，而是采用固体电解质，不易燃烧，其安全性 可大幅提高。并且，在理想状态下，固态时锂的扩散速度（离子传导 率）较液体电解液时高，理论上可实现更高的电能输出。锂电池的生产方式，全固态电池已经突破了现有电池的概念。例 如，因不必封入液体，可以简化电池外装，从而能以卷对卷方式制造 大面积的电池单元。此外，还可将多个电极层叠，并在电池单元内串 联，制造出12V或24V的大电压电池单元。固态电解质分类固态电解质大致分为无机物类及高分子类。其中，无机电解质具 有离子电导率高、使用寿命长的特点；高分子电解质具有生产效率高 的特点。A：高分子电解质虽然在低温特性方面还存在问题，但由于其具

3、有便于通过卷对卷方式大量生产的优点，因此出现了力争在面向定置 设备的蓄电用途方面实用化的趋势。就锂离子充电电池而言，如果只有锂离子移动，而其它离子不移 动的话的确是最理想的状态。无机电解质就能够做到只使锂离子移 动。锂离子以外的其他离子不移动的话可防止阴离子移动导致的次 生反应，有助于提高安全性及耐久性。这样一来，无机类固态电解质 便具有成为终极电池的可能性。B：无机电解质可进一步分成为硫化物和氧化物两类。目前进展 最快的是硫化物类固态电解质，不断有与电解液性能相当，离子电 导率达10-3S/cm的材料开发出来。硫化物类固态电解质在常温下 具有超过10-3S/cm的离子传导率，作为电解质的话具

4、备良好的特 性。另外，与氧化物相比，还具有可在常温下均匀形成活性物质与硫 化物类固态电解质间的界面，降低界面阻力的特点。虽然其原理还有 待科学验证，但估计是因为硫化物是比较软的物质。离子传导率高，可轻松形成与活性物质间的界面，可以说这两点 对全固态电池的电解质来说是非常重要的要素。另外，在高容量的 新一代电池的研究上采用比容量高的硫磺(S)及硫化锂(Li2S)时，硫 化物类固态电解质也具有很好的亲和性。具有代表性的例子为 Li2S-P2S5类与硫化结晶锂超离子导体(thio-LISICON)类电解质。 2S-P2S5类材料方面，已开发出了离子电导率高达3 5x10-3S/cm的材料，使用这种材

5、料的固态电池的试制品也纷纷出 笼。而与硫化结晶锂超离子导体结构相似的材料具有较高的离子电导 率已是众所周知，其中最适合电池的材料也在探索之中。硫化物固态电解质的另一个优点，是因为使用了与下一代正极材 料相同的硫(S)化物，造成优异的匹配。东京工业大学的菅野表示， 如果能开发出离子电导率达约10-2S/cm的固态电解质，则会加速 下一代电池的研究。然而，还有需要解决的问题。首先是所有固态电解质共同的问题: 电极活性物质和固态电解质间界面的高电阻。且硫化物和水发生反应 会产生硫化氢(H2S)，这意味着从生产电解质到组装电池的整个制 程，都需要对湿度的控制措施。而氧化物类方面，目前已有离子导电率达到低于硫化物的 10-3S/cm的氧化物类电解质面世。只是，具备这种特性的氧化物类 为结晶构造，存在其晶界电阻(grain boundary resistance)会降 低性能的问题。即使如此，因在制造上氧化物要比硫化物更容易处理， 性能与硫化物相当的氧化物类电解质的开发还是受到了关注。关注全固态电池，是因为其较高的安全性以及较宽