重點(diǎn)內(nèi)容導(dǎo)讀

1.安全問題原因剖析

鋰離子電池多次發(fā)生燃燒安全事故，從外部原因分析，過充、過放、電池短路、熱沖擊、針刺等會(huì)導(dǎo)致鋰離子電池安全問題。從內(nèi)部原因分析，造成液態(tài)鋰離子電池安全問題的主要有如下幾點(diǎn)：

① 負(fù)極析鋰。

② 正極材料釋氧及結(jié)構(gòu)破壞。

③ 電解液分解和反應(yīng)。

④ 隔膜均勻性差及收縮破裂。

⑤ 高溫失效。

因此，滿足高能量密度、高安全性儲(chǔ)能電池技術(shù)的需要，開發(fā)理論上不易燃燒的固體電解質(zhì)，進(jìn)而發(fā)展出去替代傳統(tǒng)易燃、易爆的有機(jī)電解液的固態(tài)鋰電池，十分必要和迫切。

2、固態(tài)鋰電池關(guān)鍵材料及性能測試

2.1 固體電解質(zhì)

無機(jī)固體氧化物電解質(zhì)相比較液體電解質(zhì)具有十分優(yōu)異的安全性，其在火燒、水洗及外力擠壓條件下均能保持良好的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，不起火，不燃燒，如圖1所示。

1 無機(jī)固體氧化物電解質(zhì)火燒(a)、水洗(b)和外力擠壓(c)安全性測試

研制的氧化物柔性電解質(zhì)膜，與傳統(tǒng)PE隔膜、涂覆陶瓷PE隔膜及PET無紡布基膜相比，具有明顯的抗熱收縮性能和耐高溫性。

2 無機(jī)固體氧化物柔性電解質(zhì)膜與傳統(tǒng)隔膜不同高溫下(a)MD方向和(b)TD方向收縮性對(duì)比曲線

3 無機(jī)固體氧化物柔性電解質(zhì)膜180℃高溫收縮性對(duì)比測試

(a)濕法PE隔膜(b)濕法PE陶瓷涂覆膜(c)氧化物柔性電解質(zhì)膜(d)PET無紡布基膜

中科院寧波材料所前期對(duì)硫化物電解質(zhì)通過Zn，O雙摻雜的工藝手段，可以顯著提供其空氣中穩(wěn)定性，如圖4(a)所示，且高溫安全性好，電解質(zhì)LGPS材料經(jīng)過600 oC高溫，仍具備電解質(zhì)原來的晶體結(jié)構(gòu)，4(b)。

4 硫化物電解質(zhì)(a)空氣中穩(wěn)定性測試和(b)耐高溫安全性測試