當(dāng)前,電動汽車的發(fā)展引人關(guān)注,業(yè)界對新能源汽車的前景寄予厚望。電池作為核心部件,選擇什么樣的正負極材料備受爭議。中國、日本、美國等相繼提出了動力電池的發(fā)展目標,對電池能量密度的要求越來越高,也提出了相應(yīng)的發(fā)展指標。如何在實現(xiàn)超高能量密度指標的同時,兼顧動力電池使用時的安全性、壽命和成本,這是所有研發(fā)人員都必須考慮的問題。
鋰離子電池提供了一種輕量級的儲能解決方案。一般認為,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。2016年,美國能源部為汽車技術(shù)辦公室提供了一筆高達1 970萬美元的財政撥款,用來支持研究和開發(fā)先進汽車技術(shù),其中電池項目的資助都是用于支持類固體電解質(zhì)的開發(fā)的。在我國,目前也有很多科研團隊和企業(yè)從事相關(guān)研發(fā)。
但是,從全球范圍來看,全固態(tài)鋰離子電池仍處于實驗室階段。中國科學(xué)院物理研究所研究員李泓認為,目前,全固態(tài)鋰離子電池開發(fā)面臨電解質(zhì)和正負極材料的集成、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遠來看,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)和負極中的鋰含量。目前,中國科學(xué)院正在這方面做進一步的開發(fā),力求兼顧全固態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點和液態(tài)鋰離子電池的優(yōu)點,希望能夠取長補短,逐步改善現(xiàn)有電池技術(shù)?!崩钽榻B說。
李泓還指出,在世界范圍內(nèi),全固態(tài)鋰離子電池預(yù)計在2020年左右能夠?qū)崿F(xiàn)小批量生產(chǎn),并逐漸進入市場,它可能會先滿足其他領(lǐng)域的應(yīng)用,再進入動力電池領(lǐng)域。在這個過程中,還有很多的基礎(chǔ)科研問題和技術(shù)有待突破?!皬木C合指標上看,目前的研究還遠遠不能滿足動力電池的技術(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題?!崩钽f。