中國粉體網訊 目前液態鋰電池能夠實現的能量密度已近極限，而使用全固態鋰電池能量密度具備突破500wh/kg的潛力，因此固態鋰電池是未來鋰電池的發展方向。固態鋰電池具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發的特性。而固態電解質作為固態鋰電池的核心，在很大程度上決定了固態鋰電池的各項性能參數，如功率密度、循環穩定性、安全性能、高低溫性能以及使用壽命。
雖然全球范圍內有多家制造企業、初創公司和高校科研院所致力于固態鋰電池技術，但目前固態鋰電池量產產品很少，產業化進程仍處于早期，市場化產品產量較低。并且目前國內外尚未有固態鋰電池及其相關材料的標準。
12月17日，《固態鋰電池用固態電解質性能要求及測試方法 無機氧化物固態電解質》和《固態鋰電池用固態電解質性能要求及測試方法 聚合物及復合固態電解質》兩項團體標準正式對外發布（從2020年11月起，由清華大學深圳國際研究生院材料研究院賀艷兵研究員科研團隊發起，深圳市電源技術學會開始啟動了系列固態鋰電池團體標準制定工作）。此次發布的兩項團體標準，為固態鋰電池用固態電解質性能要求及測試方法有標準可依，滿足了科研機構和鋰電行業對固態鋰電池用固態電解質的標準化需求，并可促進固態電池產業化。
標準主要內容
目前已經在使用或接近商用的固態鋰電池的固態電解質有：氧化物、聚合物和硫化物三種。其中無機氧化物固態電解質具有熱穩定性好、電化學穩定性好、高離子電導率、成本較低等優點，在固態鋰電池中具有很大的應用前景。針對無機電解質的特性，《固態鋰電池用固態電解質性能要求及測試方法 無機氧化物固態電解質》中規定了離子導電率等技術指標（見表1）。
表 1 固態鋰電池用無機氧化物固態電解質粉體的技術參數指標要求
將聚合物固態電解質與無機陶瓷固態電解質復合，能夠獲得剛柔并濟的復合固態電解質，使電化學窗口、室溫離子傳輸性能和鋰離子遷移數進一步提升，有效解決了單一聚合物電解質熱穩定性差和力學強度低，以及單一無機固態電解質與正負極界面接觸和加工性差的問題，利用聚合物復合電解質研制的固態鋰電池具有高安全、高比能、耐高壓、長壽命等優勢。針對聚合物電解質的特性，《固態鋰電池用固態電解質性能要求及測試方法 聚合物及復合固態電解質》，明確了離子導電率、熱穩定性和機械性能等關鍵指標（見表2）。
表2 固態鋰電池用聚合物及復合固態電解質的技術參數要求
在標準研制過程中，標準起草工作組聯合國內固態鋰電池領域的科研團隊和鋰電企業進行了廣泛的調研和充分的討論。并根據標準編制的需要，搜集查閱了國內外固態鋰電池相關文獻資料。例如，中國科學院硅酸鹽研究所溫兆銀團隊開發了含氟鋰鑭鋯氧（LLZO）電解質，其離子電導率達到了～10-4 S·cm-1，相比于純相LLZO，電化學穩定性有所提升（CN201310533064.3A）；比亞迪提供了一種聚合物電解質，該聚合物電解質含有聚氧化乙烯、鋰鹽和摻雜劑硫化銅，顯著提高了聚合物電解質的室溫電導率和鋰離子遷移數，其室溫離子電導率達2.3×10-4 S·cm-1，鋰離子遷移數為0.45（CN101735589A）。在上述材料的收集整理基礎上，提出了標準提綱，確定了標準的框架內容和技術指標。
這兩項標準實現了科研技術成果同步轉化為標準的成果，充分發揮標準構建頂層設計，引領行業發展的作用。該兩項標準在產業發展早期既已發布，隨著固態鋰電池及固態電解質產業的發展并逐漸走向成熟，將對固態鋰電池的關鍵材料、電池設計制造、電池性能測試及安全評價產生重要影響，助力固態鋰電池產業的規范、快速發展。
參考來源：
深圳市電源技術學會
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