固态金属锂电池

新能源与节能环保

1. 痛点问题

里程焦虑、安全焦虑是当前新能源汽车动力电池亟待解决的关键问题。金属锂负极具有高比容量、低电极电势和低密度等优势，与高比容量正极匹配有望实现大幅提升能量密度。然而，传统的液态电解质存在泄漏、易挥发以及循环过程中的锂枝晶生长等严重的安全隐患。因此，开发新型电解质体系，匹配高比容量正负极材料，兼具安全性与高能量密度，是当前动力电池研究开发的核心问题。

2. 解决方案

与液态电解质相比，固态电解质不易挥发、热稳定性高，具有更好的安全性能。针对电解质和电极的固/固界面接触问题，发展了多种电解质和电极材料合成方法，构筑固态金属锂电池创造了条件。

图1 固态金属锂软包电池实物图

在新能源汽车的动力电池领域，能量密度和安全性是两个评估的重要指标。当前商业化的锂离子电池主要以石墨为负极，磷酸铁锂、三元镍钴锰为正极，能能量密度较低导致的里程焦虑是当前动力电池发展的瓶颈之一。本项目可展现更高能量密度。另一方面，结合固态体系的安全性，在未来的动力电池发展中极具竞争力。

在现有技术基础上，进一步优化电解质、电极材料，开发更高能量密度、更长循环寿命的软包电池。拟通过技术许可方式开展成果转化，推广更大规模的电芯级高能量密度电池的制备。

高能量密度：以复合锂负极、固态电解质和高比容量正极装配高比能软包电池。复合锂负极和聚合物电解质具有较好兼容性，最终装配的软包电池可达到领先的能量密度。

高安全性：本项目设计的电池可满电状态通过针刺测试，未观察到起火、爆炸现象。