918博天堂(中国)官方网站

2019年10月9日，瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布，将2019年诺贝尔化学奖授予约翰·B·古迪纳夫（John B. Goodenough）、M·斯坦利·威廷汉（M. Stanley Whittingham ）、吉野彰（Akira Yoshino），以表彰其在锂离子电池的发展方面作出的贡献。

获奖原因为：“他们创造了一个可充电的世界”。

可实现稳定、高效充放电的锂电池技术及其大规模商业化确实改变了我们的生活。从手机、电脑等3C产品到电动汽车，它们无处不在，但随着需求的不断发展，锂电池技术似乎碰到了新的瓶颈。

锂电池技术天空中“阴影”

新能源汽车是当前锂电池应用最广泛的领域之一，在其发展的大好形势的下，却始终有两片阴影在游荡。

一是电池能量密度问题，二是电池安全性问题。

在新能源汽车高歌猛进的当下，里程焦虑问题一直被广泛讨论。但当前电解质动力电池体系下，电池能量密度提升受到了诸多限制。

以常用的锂离子电池为例来讲，其主要依靠锂离子作为电荷传输介质，在正极和负极之间来回来迁移进行运作。电池的构造主要为：正极，负极，隔膜，电解液。

电池构造

而为了保证正负极918博天堂被电解液充分浸润，电池在生产过程中需要很高的注液系数，也就意味着需要大量的电解液，电池的整体重量就会大大增加；同时电池包中的隔膜也是让电池变重的一大因素，隔膜在保证锂离子于正负极之间穿梭的同时，阻止电子在正负极间的移动，具有安全保护和支撑作用，但隔膜作为非活性组件，本身不参与提供能量，增加的重量反而会限制电池能量密度的提高；与此同时，因为电池中存在电解液，使用更高效的负极918博天堂（例如金属锂）的可能非常有限，作为一种非常活泼的金属，锂很容易与液态电解质发生副反应。

电池的安全性问题，也伴随着液态电解质体系而生。

锂电池中的电解液实际上就是一种使用有机溶剂体系的“锂盐溶液”。“有机溶剂”通常意味着易燃、易爆，“液体”意味着它会干涸、挥发、泄露……

电池燃烧需要高温、燃料、氧气，三个条件。而电池短路会产生高温，电解液中有机溶剂提供了天然的燃料，正极918博天堂分解又会产生氧气。虽然锂离子电池通过采用耐高温陶瓷隔膜，优化电池结构设计，优化BMS，改善冷却系统等措施，可以在很大程度上提高安全性，但无法解决问题的根本。同时，锂枝晶也会影响电池的安全性。锂电池在充电过程中负极锂离子还原时会有析锂现象，形成的树枝状金属锂，而电解液无法有效限制锂枝晶的生长，一旦刺穿隔膜，电池就会短路。

充满想象力的固态电池

固态电池技术，顾名思义，是一种使用固体918博天堂替代电解液的电池。

它被认为是引领下一次电池技术革命的方向之一。其最核心的特点是，用固态的“导锂”918博天堂取代了现有的液态有机溶剂，从而彻底改变整个电池的设计。无论是电池能量密度问题还是安全性问题，在固态电池技术体系下，都会迎刃而解。

锂离子电池与固态电池对比

因为采用固态电解质，所以电池将不会再有大量的电解液、不再需要隔膜，电池自身重要将会大大降低。同时，在固态电池中，金属锂作为负极918博天堂成为可能，将大幅提升电池的潜在能量密度。数据显示，市场上的磷酸铁锂液态电池单体能量密度约为160-180Wh/Kg，三元锂电池单体能量密度则在240-300Wh/Kg，而固态电池则可以达到450-500Wh/Kg。

安全性方面，固态电池也优势突出。固态电解质不易燃、不泄露、不挥发，从根本上保证了电池的安全性。液态电解液在高温(45 ℃以上)下会发生分解，而固态电解质可以在较宽的温度范围内保持稳定，因此全固态电池即使在高温下也可以保持良好的工作状态。同时，锂枝晶在固态电解质中的生长空间会被极大限制。

总之，固态电池的技术路线，为电池发展描述了一个富有想象力的未来，当前，产学研各界都在积极探索固态电池技术、从电解质918博天堂、正负极918博天堂的设计、选择到加工工艺的研发，相信不久的将来，固态电池大规模商用时代就会到来。