【獵雲網(微信號:ilieyun)上海】12月1日報導(文/元傑)
電池由正極、負極、電解質、隔膜等材料組成,其發展史最早可以追溯到公元前250年。真正意義上的電池於1800年由義大利物理學家Alessandro Volta製造——通過在一枚銅片和一枚鋅片中間夾上浸有鹽水的布片構築成一個小單元,再將這些小單元堆疊起來。這種結構一直沿用至今。全固態電池就是指所有的材料都以固態的形式存在,在電池結構中不含液體。因此,全固態電池在能量密度、柔性化、小型化、安全等方面具有優勢。
時至今日,小到智能手環,大到無人機、新能源汽車,這些電子產品都離不開電池,同時對電池的技術要求也更加嚴苛,需要具有更加緊湊的設計、更加充沛的電力、更好的安全性,還需要電池能夠充電再利用。在目前的科技水平下,由美國物理學教授John Goodenough在1980年發明的鋰離子電池應用最廣泛。
但是,目前隨著消費電子產品和新能源汽車的快速升級,市場對電池技術提出了越來越高的要求。然而傳統的鋰離子電池,限於液體電解液的存在,在續航、柔性化、小型化、安全等方面的提升空間越來越小。因此,一種既能提高能量密度,又能實現柔性化、小型化,還能保證安全和使用壽命的新電池技術成為迫切需求。
11月28日,清陶(崑山)能源發展有限公司和清陶(崑山)新能源材料研究院在崑山經濟技術開發區開業,並舉辦了「鋰電池發展論壇」,他們宣布將爭取在2017年9月份推出可量產化的全固態鋰電池產品。
中國科學院院士、清華大學材料科學與工程研究院院長南策文教授在論壇上指出,從目前電池材料的發展趨勢來看,全固態是鋰電池的發展趨勢,也目前學術和產業界公認的未來發展方向,包括博世、豐田、東芝、蘋果等知名企業都在這個領域有所布局。真正意義上的全固態電池可以同時實現具備三大優勢:
首先,就能量密度而言,目前全固態電池的能量密度可達400Wh/kg以上,相較於傳統鋰電池(能量密度100~220Wh/kg),有了一倍左右的提升。這意味著質量體積不變的前提下,該產品可將手機、無人機飛行、電動汽車的續航能力提升一倍。
其次,由於摒棄了電解液,全固態電池可以擺脫剛性外殼和固定尺寸的束縛。電池的柔性化和小型化將成為可能。隨之而來的是電子產品的創意設計將有更多可能性。可彎曲可摺疊的手機、螞蟻大小的微型機器人等或都將出現在我們的生活中。
第三,在安全性方面。全固態電池用陶瓷固態電解質材料代替了電解液,很大程度上避免了液態電解液因外部或內部問題引起劇烈反應而造成的安全事故。
據清陶董事長馮玉川介紹,清陶在鋰電池固態化的發展之路上遵循著從傳統鋰電到準固態鋰電,再到全固態鋰電的發展軌跡。目前清陶已經在納米陶瓷纖維複合隔膜上取得了重大成果,並以此立足鋰電市場。
南策文院士表示,全固態電池是清陶下一步發展的重點,他們已經把全固態電池產業化定位2017年的首要任務,重點解決材料匹配、裝備升級、產品一致性等核心問題。
據了解,清陶(崑山)能源發展有限公司由清華大學南策文院士團隊創建,該團隊是國內最早開展全固態鋰電池技術研發的團隊之一,是我國首個固態電池相關專利技術的發明者。2016年,清陶發展成立了清陶(崑山)新能源材料研究院。目前清陶發展正從材料、器件、裝備多個維度開展全固態鋰電池產業化開發的聯合攻關工作。
產品:全固態鋰電池
公司:清陶(崑山)能源發展有限公司