固態(tài)電池發(fā)展對高分子材料產(chǎn)業(yè)的影響探究

根據(jù)最新消息，智己 L6 搭載的第一代固態(tài)電池，采用了“高離子電導(dǎo)率、耐高溫固態(tài)電解質(zhì)”以及“干法固態(tài)電解質(zhì)層一體成型”技術(shù)，為了增強(qiáng)固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子導(dǎo)電性，清陶能源在電解質(zhì)中加入了 10%的浸潤液。新研發(fā)的固態(tài)電解質(zhì)厚度僅 10 微米，同時(shí)采用了無機(jī)涂層，可減少電芯短路的可能。 ?

固態(tài)電池簡介 固態(tài)電池是一種使用固態(tài)電解質(zhì)替代液態(tài)電解液和隔膜的新型電池。相比傳統(tǒng)液態(tài)電池，固態(tài)電池具有更高的能量密度、更好的安全性、更長的使用壽命和更快的充電速度等優(yōu)勢。這些優(yōu)勢使得固態(tài)電池在電動(dòng)汽車領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

圖片源自網(wǎng)絡(luò)

主要特點(diǎn) 隨著科技的不斷進(jìn)步，固態(tài)電池作為一種新型電池技術(shù)，正逐漸引起人們的關(guān)注。固態(tài)電池的發(fā)展對高溫材料行業(yè)產(chǎn)生了諸多影響，尤其是對于高分子材料。固態(tài)電池的核心就是電解質(zhì)的變化。根據(jù)電解質(zhì)的種類，固態(tài)電池主要可以分為三大類。

硫化物電解質(zhì) 硫化物固態(tài)電池的電解質(zhì)質(zhì)地軟，離子電導(dǎo)率高，使其在能量傳輸與存儲上具優(yōu)勢，能達(dá)成更高能量密度與更好性能。然而，它有一些缺點(diǎn)限制應(yīng)用。硫化物電解質(zhì)空氣穩(wěn)定性差，易與氧氣反應(yīng)生成硫化物和氧氣，致電解質(zhì)分解與電池性能下降。此外，其對水分敏感，易反應(yīng)生成有害氣體。不過硫化物電解質(zhì)仍是目前最熱的方向之一。

氧化物電解質(zhì) 氧化物固態(tài)電池主要是借助隔膜涂覆以及正負(fù)極包覆的形式進(jìn)行添加。該種電解質(zhì)不但能夠提升電池性能，還能為電池的穩(wěn)定性與安全性給予有力支撐。然而，氧化物電解質(zhì)的缺陷主要體現(xiàn)為離子電導(dǎo)率較低、界面阻抗較高以及與電極材料的兼容性不佳等。上述缺點(diǎn)對氧化物電解質(zhì)在固態(tài)電池中的應(yīng)用構(gòu)成了限制。目前相關(guān)研發(fā)的企業(yè)很多。

聚合物電解質(zhì) ? 聚合物固態(tài)電池以框架網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)進(jìn)行填充，其具備良好的穩(wěn)定性。此種電解質(zhì)可在一定程度上提高電池的性能，為電池的安全運(yùn)轉(zhuǎn)提供有力保障。代表有手機(jī)及無人機(jī)中已經(jīng)普及的凝膠態(tài)電解質(zhì)電池。

對高分子材料的影響 在傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池中，隔膜等部分慣常運(yùn)用高分子材料制作而成。隨著固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展，新型電池中可能會減少對某些高分子材料的使用。例如，由于固態(tài)電解質(zhì)本身可以起到隔離正負(fù)極的作用，可能不再需要傳統(tǒng)的隔膜，這將導(dǎo)致隔膜相關(guān)高分子材料的需求減少，甚至對隔膜產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性影響。

從另一個(gè)方面來看，固態(tài)電池自身仍有可能運(yùn)用一些高分子材料。例如，用于聚合物固態(tài)電解質(zhì)的開發(fā)，某些新型的固態(tài)電解質(zhì)可能基于高分子材料制成。聚氧化乙烯（PEO）、聚偏二氟乙烯（PVDF）等高分子材料已在固態(tài)電池中獲得運(yùn)用。通過特殊工藝進(jìn)行摻雜，這些材料具備一定的導(dǎo)電性、穩(wěn)定性和可加工性，能夠滿足固態(tài)電池的部分需求。 其中，凝聚態(tài)電池作為創(chuàng)新性的半固態(tài)電池，其電解質(zhì)呈現(xiàn)凝膠態(tài)，是由寧德時(shí)代自主開發(fā)的高分子材料構(gòu)成。這種特殊電解質(zhì)為電池帶來了諸多方面的優(yōu)勢，致使其在眾多領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。該電池具有較高的安全性，電解質(zhì)不易泄漏，從而降低了因電解液泄漏而產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)。它的穩(wěn)定性出眾，能夠在長時(shí)間內(nèi)維持良好的性能，提供穩(wěn)定的能量輸出。并且，其壽命相對較長，在需要長期穩(wěn)定供電的應(yīng)用中具有顯著的優(yōu)勢。然而，半固態(tài)整體屬于固態(tài)電池量產(chǎn)前的過渡階段。

此外，高分子材料在電池的多個(gè)環(huán)節(jié)都有著廣泛的應(yīng)用。具體來說，它不僅可以應(yīng)用于電池的封裝環(huán)節(jié)，為電池提供良好的保護(hù)，防止外界因素對電池造成損害，還能在粘接環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用，增強(qiáng)電池各部分之間的連接穩(wěn)定性，確保電池整體的可靠性和安全性。而且，高分子材料具有良好的絕緣性能，可以有效避免電池內(nèi)部的短路問題。同時(shí)，它還具備一定的柔韌性和延展性，能夠適應(yīng)電池在不同環(huán)境下的使用需求?？傊叻肿硬牧显陔姵氐姆庋b和粘接等環(huán)節(jié)中發(fā)揮著不可或缺的作用。 ?

總結(jié) 鑒于固態(tài)電池技術(shù)的持續(xù)演進(jìn)，高分子材料的性能標(biāo)準(zhǔn)亦將逐步抬升。在此背景下，研發(fā)人員務(wù)必持續(xù)探索并推陳出新，從而研制出更契合固態(tài)電池的高分子材料。固態(tài)電池的發(fā)展不但給高分子材料行業(yè)帶來了挑戰(zhàn)，同時(shí)也賦予了機(jī)遇。高分子材料行業(yè)須緊密追隨固態(tài)電池技術(shù)的發(fā)展節(jié)奏，持續(xù)進(jìn)行創(chuàng)新并優(yōu)化產(chǎn)品，以契合市場的變動(dòng)和需求。
審核編輯：黃飛

?