技術瓶頸難突破“高安全性是儲能電池應用的基礎和前提,固態化是解決二次電池安全性的最佳途徑。固態鋰電池已進入全球加快布局和研發的階段,很多著名機構都在開發固態鋰電池。”溫兆偉說。目前,包括韓國三星、日本豐田和我國寧德時代在內的眾多電池和汽車廠商,都加大了固態電池研發投入,已有部分電池進入裝車測試階段。盡管前景可期,但由于技術和工藝上的種種問題,發展固態電池的道路絕非一帆風順。首先,高效的電解質材料體系缺乏。溫兆偉指出,目前固態電池材料發展很快,但綜合應用較為欠缺。“作為固態電池的核心材料,目前在固體鋰離子導體的單一指標上已有所突破,但綜合性能尚不能滿足大規模儲能需求。”對此,董衫木也認為,“現今固態電池采用的固態電解質普遍存在性能短板,距離高性能鋰離子電池系統的要求仍有不小的差距。”其次,固態電解質和電極的界面處理也是固態電池目前面臨的一大難題。“在固體電解質中鋰離子傳輸阻抗很大,與電極接觸的剛性界面接觸面積小,在充放電過程中電解質體積的變化容易破壞界面的穩定。”李亮亮指出。此外,在固態鋰電池中,除了電解質和電極之間的界面,電極內部還存在復雜的多級界面,電化學以及形變等因素都會導致接觸失效影響電池性能。再次,長期使用時穩定性不理想也是長壽命儲能固態電池發展的瓶頸。“固態電池在服役過程中結構與界面會隨時間發生退化,但退化對電池綜合性能的影響機制尚不明確,難以實現長效應用。”溫兆偉說。“固體電池接觸界面的失效行為以及背后的失效機理亟待闡明。”董衫木也表示,“我認為,構建高性能固態電池需要從兩方面入手,一是構建高性能的固態電解質,二是提高界面的相容性和穩定性。
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