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1、固体锂离子电池的特点不同点简要描述固体锂离子电池的特点不同点简要描述全固态锂离子电池：安全性的优势是不言而喻的，固态锂离子电池与普通导电液锂离子电池相比这方面有明显优势；使用寿命特别长，固态电池的周期寿命特性原本就优异，现在有试验表明充放电次数 40000100000 次。采用固态电解质的大容量新一代电池，即所谓“全固态电池”近年来开始受到瞩目。这是由于其在能量密度提高的同时，还可望确保安全性和实现长寿命化。随着电动车和大型定置设备蓄电用途电池应用需求增加，具有安全与长寿命的固态电池正成为下一个候选产品。传统采用有机电解液的锂离子充电电池，过度充电、内部短路等异常情况发生时可能导致电解液发热，
2、有自燃或爆炸的危险。全固态电池不采用液体电解液，而是采用固体电解质，不易燃烧，其安全性可大幅提高。并且，在理想状态下，固态时锂的扩散速度(离子传导率)较液体电解液时高，理论上可实现更高的电能输出。锂电池的生产方式，全固态电池已经突破了现有电池的概念。例如，因不必封入液体，可以简化电池外装，从而能以卷对卷方式制造大面积的电池单元。此外，还可将多个电极层叠，并在电池单元内串联，制造出 12V 或 24V 的大电压电池单元。固态电解质分类固态电解质分类固态电解质大致分为无机物类及高分子类。其中，无机电解质具有离子电导率高、使用寿命长的特点；高分子电解质具有生产效率高的特点。A：高分子电解质虽然在低温
3、特性方面还存在问题，但由于其具有便于通过卷对卷方式大量生产的优点，因此出现了力争在面向定置设备的蓄电用途方面实用化的趋势。就锂离子充电电池而言，如果只有锂离子移动，而其它离子不移动的话的确是最理想的状态。无机电解质就能够做到只使锂离子移动。锂离子以外的其他离子不移 动的话可防止阴离子移动导致的次生反应，有助于提高安全性及耐久性。这样一来，无机类固态电解质便具有成为终极电池的可能性。B：无机电解质可进一步分成为硫化物和氧化物两类。目前进展最快的是硫化物类固态电解质，不断有与电解液性 能相当，离子电导率达 10-3S/cm 的材料开发出来。硫化物类固态电解质在常温下具有超过 10-3S/cm 的离
4、子传导率，作为电解质的话具备良好的特 性。另外，与氧化物相比，还具有可在常温下均匀形成活性物质与硫化物类固态电解质间的界面，降低界面阻力的特点。虽然其原理还有待科学验证，但估计是因为 硫化物是比较软的物质。离子传导率高，可轻松形成与活性物质间的界面，可以说这两点对全固态电池的电解质来说是 非常重要的要素。另外，在高容量的新一代电池的研究上采用比容量高的硫磺(S)及硫化锂(Li2S)时，硫化物类固态电解质也具有很好的亲和性。具有代表 性的例子为Li2S-P2S5类与硫化结晶锂超离子导体(thio-LISICON)类电解质。Li2S-P2S5类材料方面，已开发出了离子电导率高达 3510-3S/c
5、m 的材料，使用这种材料的固态电池的试制品也纷纷出笼。而与硫化结晶锂超离子导体结构相似的材料具有较高的离子电导率已是众所周知，其中最适合电池的材料也在探索之中。硫化物固态电解质的另一个优点，是因为使用了与下一代正极材料相同的硫(S)化物，造成优异的匹配。东京工业大学的菅野表示，如果能开发出离子电导率达约 10-2S/cm 的固态电解质，则会加速下一代电池的研究。然而，还有需要解决的问题。首先是所有固态电解质共同的问题：电极活性物质和固态电解质间界面的高电阻。且硫化物和水发生反应会产生硫化氢(H2S)，这意味着从生产电解质到组装电池的整个制程，都需要对湿度的控制措施。而氧化物类方面，目前已有离子导电率达到低于硫化物的 10-3S/cm 的氧化物类电解质面世。只是，具备这种特性的氧化物类为结晶构造，存在其晶界电阻 (grain boundary resistance)会降低性能的问题。即使如此，因在制造上氧化物要比硫化物更容易处理，性能与硫化物相当的氧化物 类电解质的开发还是受到了关注。关注全固态电池，是因为其较高的安全性以及较宽的电位窗，有望大大推动电池的发展。然而，采用固态电解质的全固态电池仍然存有不少问题。让我们追随着开发全固态电池的企业、大学和研究机构的脚步，探索固态电池通向实用化之路。
