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全固態(tài)鋰電池研發(fā)與生產(chǎn)技術(shù)難題剖析
發(fā)布時間：
2025-02-03
近日，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全固態(tài)鋰電池作為極具潛力的下一代電池技術(shù)，備受關(guān)注。盡管前景廣闊，但目前其研發(fā)和生產(chǎn)仍面臨諸多技術(shù)難題。
近日，隨著新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，全固態(tài)鋰電池作為極具潛力的下一代電池技術(shù)，備受關(guān)注。盡管前景廣闊，但目前其研發(fā)和生產(chǎn)仍面臨諸多技術(shù)難題。
在電解質(zhì)方面，固態(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率較低是一大瓶頸。相較于傳統(tǒng)液態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電解質(zhì)在常溫下離子傳導(dǎo)速度慢，導(dǎo)致電池充放電速率受限，難以滿足高功率應(yīng)用場景需求，如電動汽車的快速充電。同時，其固-固界面接觸性和穩(wěn)定性較差，在充放電過程中，電極與固態(tài)電解質(zhì)之間的界面容易產(chǎn)生裂紋和空隙，增加電池內(nèi)阻，造成容量快速衰減，降低電池使用壽命。
鋰枝晶問題也是阻礙全固態(tài)電池實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素。在充電過程中，鋰金屬負(fù)極表面容易生長出鋰枝晶，這些鋰枝晶會逐漸穿透固態(tài)電解質(zhì)，導(dǎo)致電池短路，引發(fā)安全事故，嚴(yán)重威脅電池的可靠性和安全性。
從成本角度來看，部分原材料未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，電極材料成本高昂。例如，采用石墨負(fù)極的硫化物固態(tài)電池材料成本高達(dá)137.9美元/kwh，遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)鋰電池的93.2美元/kwh。并且，所需的電極材料多為高科技新材料，生產(chǎn)難度大。此外，全固態(tài)電池整體產(chǎn)業(yè)鏈尚不完善，工藝制造缺乏特定設(shè)備，如燒結(jié)、真空、干燥房以及特定氣氛等環(huán)節(jié)設(shè)備，這均增加了電池的制造成本。
目前，全固態(tài)鋰電池技術(shù)仍處于從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化的驗(yàn)證探索階段。盡管眾多科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)投入大量資源進(jìn)行研發(fā)，但要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，還需在固態(tài)電解質(zhì)、高容量復(fù)合負(fù)極和高容量復(fù)合正極等方面取得突破性進(jìn)展，攻克一系列技術(shù)難題，才能推動全固態(tài)鋰電池走向市場，為新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展注入新動力。
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