中國粉體網(wǎng)訊 固態(tài)電池的發(fā)展方向是更高能量密度、更高的循環(huán)次數(shù)、充電速度更快、溫度適應(yīng)性更好、安全性更高、降低成本、更加環(huán)保等。對應(yīng)到正極材料上就是高電壓平臺的正極材料，全固態(tài)電池正極材料的設(shè)計(jì)是提升電池性能的關(guān)鍵之一。
目前，正極材料主要面臨的問題包括體相問題和界面問題。
在鋰離子電池中，大多數(shù)正極電極材料在嵌鋰/脫鋰過程中會(huì)經(jīng)歷相變、晶格膨脹/收縮和結(jié)構(gòu)變化，導(dǎo)致充放電后材料的體積會(huì)有所變化。尤其在固態(tài)電池中，固態(tài)電解質(zhì)與電極顆粒為剛性接觸，對電極材料的體積變化更為敏感，循環(huán)過程中容易造成電極顆粒之間以及電極顆粒與電解質(zhì)接觸變差甚至產(chǎn)生裂紋，反復(fù)的膨脹和收縮導(dǎo)致界面接觸的不穩(wěn)定，將會(huì)發(fā)生如變形、粉化、集流體與電極顆粒之間脫落等現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致電池電化學(xué)性能的衰減。此外，固體電解質(zhì)還會(huì)在與正極接觸的界面處反應(yīng)生成復(fù)雜的界面膜，增加電荷轉(zhuǎn)移阻抗。
針對材料存在的顆粒開裂、充放電體積伸縮膨脹的問題，可通過高熵?fù)诫s、燒結(jié)工藝、特殊結(jié)構(gòu)前驅(qū)體等方法實(shí)現(xiàn)對材料的改善；針對材料存在的殘鋰、副反應(yīng)、元素相互擴(kuò)散、空間電荷層等問題，可以通過燒結(jié)控制、溶液洗滌、包覆物質(zhì)篩選、包覆物質(zhì)合成等方法實(shí)現(xiàn)對改善。
固態(tài)電解質(zhì)方面，全固態(tài)電池通過取代易燃和高反應(yīng)性的有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)從而實(shí)現(xiàn)更安全的電化學(xué)儲能。聚合物、氧化物、硫化物是目前固態(tài)電池三大類固體電解質(zhì)。其中氧化物固態(tài)電解質(zhì)綜合性能好，國內(nèi)走這一路線的企業(yè)最多。
產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方面，氧化物固態(tài)電解質(zhì)制備方法包括固相法、液相法、溶膠凝膠法、共沉淀法等，其中固相法成本低，為目前LLZO的主流生產(chǎn)方式；LATP涂覆需要納米化，因此液相法為主流生產(chǎn)方式。
廈鎢新能針對氧化物技術(shù)路線開發(fā)出鋰鑭鋯氧和磷酸鈦鋁鋰兩種電解質(zhì)。在2020年實(shí)現(xiàn)了第一代LLZO產(chǎn)品開發(fā)，2021年完成LATP產(chǎn)品開發(fā)，2023年實(shí)現(xiàn)了第二代LLZO產(chǎn)品開發(fā)，預(yù)計(jì)2024年將實(shí)現(xiàn)第三代產(chǎn)品開發(fā)。產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)方面，目前，廈鎢新能已建立固態(tài)電解質(zhì)轉(zhuǎn)化生產(chǎn)車間，并解決了放大生產(chǎn)工藝問題。
針對固態(tài)電池相關(guān)的技術(shù)、材料、市場及產(chǎn)業(yè)等方面的問題，中國粉體網(wǎng)將于2024年9月5-6日在常州舉辦第六屆高比能固態(tài)電池關(guān)鍵材料技術(shù)大會(huì)。為致力于固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)的企業(yè)，科研院校，以及電動(dòng)車、儲能、特種應(yīng)用等終端企業(yè)提供信息交流的平臺，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，共同推動(dòng)行業(yè)發(fā)展。屆時(shí)，來自廈門廈鎢新能源材料股份有限公司的全固態(tài)首席工程師鄭寶林將作題為《全固態(tài)電池正極材料及固態(tài)電解質(zhì)設(shè)計(jì)及產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)》的報(bào)告。
參考來源：電池工業(yè)網(wǎng)、華泰證券《新能車前沿技術(shù)之七：固態(tài)電池》等
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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