主要因素是它能解決目前困擾動(dòng)力電池發(fā)展的兩大關(guān)鍵問(wèn)題，即安全性差和能量密度低。全固態(tài)鋰電池有幾個(gè)潛在的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，首先，它安全性高，由于采用高熱穩(wěn)定性的固態(tài)電解質(zhì)，代替了易燃的常規(guī)有機(jī)溶劑電解液，電池燃燒問(wèn)題可以得到有效解決。第二，能量密度高，由于金屬鋰的容量超高，基于相同正極時(shí)，固態(tài)金屬鋰電池與常規(guī)液態(tài)鋰離子電池相比，其能量密度可以得到大幅提升。需要說(shuō)明的是，由于固體電解質(zhì)密度和使用量高于液態(tài)電解質(zhì)，在正負(fù)極材料相同時(shí)，全固態(tài)鋰電池優(yōu)勢(shì)不明顯。第三，正極材料選擇的范圍寬，因?yàn)槿虘B(tài)鋰電池可以直接采用金屬鋰為負(fù)極，不要求正極結(jié)構(gòu)中必須含鋰，一些高容量的貧鋰態(tài)材料也可以作為正極;此外，無(wú)機(jī)固態(tài)電解質(zhì)寬的電壓窗口也為高電壓正極材料的應(yīng)用提供了可能。第四，系統(tǒng)比能量高，由于電解質(zhì)無(wú)流動(dòng)性，可以方便地通過(guò)內(nèi)串聯(lián)組成高電壓?jiǎn)误w，利于電池系統(tǒng)成組效率和能量密度的提高。

 

記者：從您介紹的優(yōu)勢(shì)來(lái)看，全固態(tài)鋰電池能解決當(dāng)前動(dòng)力電池產(chǎn)品的不少不足之處。但它為何還沒有大規(guī)模應(yīng)用于市場(chǎng)?主要存在哪些問(wèn)題?您如何評(píng)價(jià)這類技術(shù)的整體發(fā)展水平?

 

歐陽(yáng)明高：它的第一個(gè)問(wèn)題是固態(tài)電解質(zhì)材料的離子電導(dǎo)率偏低?，F(xiàn)在有三種固態(tài)電解質(zhì)，一種是聚合物，一種是氧化物，一種是硫化物。現(xiàn)在有用聚合物電解質(zhì)的電池，搭載于法國(guó)的一些車輛上，它的問(wèn)題就是需要加熱到60度，離子電導(dǎo)率才上來(lái)，電池才能正常工作。目前氧化物電解質(zhì)一般比液態(tài)的還要低很多。只有硫化物固體電解質(zhì)的一些指標(biāo)接近液態(tài)電解質(zhì)，比如豐田就是用硫化物的固體電解質(zhì)，所以固體電解質(zhì)主要的突破是在硫化物的固體電解質(zhì)。

 

第二個(gè)問(wèn)題就是固/固界面接觸性和穩(wěn)定性差。液體跟固體結(jié)合是很容易的，滲透進(jìn)去即可。但是固體和固體接觸性和穩(wěn)定性就是它的很大的一個(gè)問(wèn)題。硫化物電解質(zhì)雖然鋰離子導(dǎo)電率已經(jīng)提高，但是仍然有界面接觸性和穩(wěn)定性問(wèn)題。

 

第三個(gè)問(wèn)題是金屬鋰的可充性問(wèn)題。在固態(tài)電解質(zhì)中，鋰表面同樣存在粉化和枝晶生長(zhǎng)問(wèn)題。其循環(huán)性甚至安全性等還需要研究。當(dāng)然還有一個(gè)問(wèn)題，就是制造成本偏高。

 

基于上述問(wèn)題，特別是固態(tài)界面接觸性、穩(wěn)定性和金屬鋰的可充性問(wèn)題，真正意義上的全固態(tài)金屬鋰電池技術(shù)，現(xiàn)在仍然還是不成熟的，還存在技術(shù)不確定性。目前展現(xiàn)出或者有突破的、有性能優(yōu)勢(shì)和產(chǎn)業(yè)化前景的主要是固態(tài)鋰離子電池和固態(tài)聚合物鋰電池。