當(dāng)前,電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展引人關(guān)注,業(yè)界對(duì)新能源汽車(chē)的前景寄予厚望。電池作為核心部件,選擇什么樣的正負(fù)極材料備受爭(zhēng)議。中國(guó)、日本、美國(guó)等相繼提出了動(dòng)力電池的發(fā)展目標(biāo),對(duì)電池能量密度的要求越來(lái)越高,也提出了相應(yīng)的發(fā)展指標(biāo)。如何在實(shí)現(xiàn)超高能量密度指標(biāo)的同時(shí),兼顧動(dòng)力電池使用時(shí)的安全性、壽命和成本,這是所有研發(fā)人員都必須考慮的問(wèn)題。
鋰離子電池提供了一種輕量級(jí)的儲(chǔ)能解決方案。一般認(rèn)為,全固態(tài)鋰離子電池用固體電解質(zhì)代替常規(guī)的液體電解質(zhì),具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。2016年,美國(guó)能源部為汽車(chē)技術(shù)辦公室提供了一筆高達(dá)1 970萬(wàn)美元的財(cái)政撥款,用來(lái)支持研究和開(kāi)發(fā)先進(jìn)汽車(chē)技術(shù),其中電池項(xiàng)目的資助都是用于支持類(lèi)固體電解質(zhì)的開(kāi)發(fā)的。在我國(guó),目前也有很多科研團(tuán)隊(duì)和企業(yè)從事相關(guān)研發(fā)。
但是,從全球范圍來(lái)看,全固態(tài)鋰離子電池仍處于實(shí)驗(yàn)室階段。中國(guó)科學(xué)院物理研究所研究員李泓認(rèn)為,目前,全固態(tài)鋰離子電池開(kāi)發(fā)面臨電解質(zhì)和正負(fù)極材料的集成、鋰離子電導(dǎo)率低、金屬鋰電極體積變化等多方面的挑戰(zhàn)?!皬拈L(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看,我們應(yīng)當(dāng)提高安全性,追求全固態(tài)金屬鋰,逐漸增加固體電解質(zhì)和負(fù)極中的鋰含量。目前,中國(guó)科學(xué)院正在這方面做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā),力求兼顧全固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn)和液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點(diǎn),希望能夠取長(zhǎng)補(bǔ)短,逐步改善現(xiàn)有電池技術(shù)?!崩钽榻B說(shuō)。
李泓還指出,在世界范圍內(nèi),全固態(tài)鋰離子電池預(yù)計(jì)在2020年左右能夠?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn),并逐漸進(jìn)入市場(chǎng),它可能會(huì)先滿足其他領(lǐng)域的應(yīng)用,再進(jìn)入動(dòng)力電池領(lǐng)域。在這個(gè)過(guò)程中,還有很多的基礎(chǔ)科研問(wèn)題和技術(shù)有待突破?!皬木C合指標(biāo)上看,目前的研究還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足動(dòng)力電池的技術(shù)要求,我們希望一步步往前走,逐步改善現(xiàn)有鋰離子電池在兼顧能量密度和安全性方面所遇到的問(wèn)題?!崩钽f(shuō)。