全固态锂电池技术发展分析.pptx

锂电池现状和趋势分析国内外典型固态电池研发示例中科院先导项目动力电池研发进展作为动力电池的固态锂电池应用展望

1990年-2025年锂电池能量密度发展路线图????大容量动力电池按照现有技术水平发展速度，小型圆柱和大容量动力电池勉强能在2020年做到300Wh/kg，需要引入全新材料体系修改自吴娇杨，刘品，胡勇胜，李泓，《储能科学与技术》2016，5，443-453

H.Li正极负极电解质时间应用第一代4.2VLiCoO2CokePC/DMCLiPF61991-消费电子第二代4.3VLiCoO2NGAGLi4Ti5O12EC-DMC,LiPF61994-消费电子LiMn2O4,电动汽车LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2储能LiFePO4电动工具第三代4.4-4.6VLiCoO2SoftcarbonHardcarbonSnCoCSiOxNano-Si/CEC-DMC-EMC,LiPF6+VC,FEC,BP,ES,PS,Silane,LiBOB,LiTFSI,LiFSI,Ionicliquid…2014-消费电子电动工具电动汽车规模储能家庭储能航空航天工业节能国家安全LiNix?0.5CoyMnzO2LiNi0.8Co0.15Al0.05O2LiFe1-xMnxPO4xLi2MnO3-Li(NiCoMn)O2LiNi0.5Mn1.5O4陶瓷涂布隔膜，预锂化，涂碳集流体，高温化成，热管理…FeiLuo,HongLietal,JES,2015，162,A2509

300Wh/kg以上锂离子动力电芯技术路线小结循环性体积能量密度膨胀、气胀安全性倍率特性低、高温自放电材料掺杂包覆极片改性电解液改性导电添加剂化成工艺N/P设计纳米结构材料极片改性粘接剂电解液改性导电添加剂化成工艺预锂化工艺圆柱软包铝壳

单击此处编辑母版标题样式基于纳米硅碳/富锂材料的高能量密度锂离子电池量Wh 能量密度Wh/Kg检测项目测试条件放电容量Ah质量g能常温容量0.1C4.6V-2.27V22.522673.8327常温容量0.1C4.6V-2.27V24.55207.677.8375核桃结构纳米硅碳材料纳米硅碳：450-2000mAh/g富锂锰基：280-320mAh/g目前循环性、体积膨胀、高温、倍率还差距较大中科院先导项目：宁波材料所夏永高团队/物理研究所李泓团队联合研制李泓，电动汽车百人会报告，2016.1.24;《储能科学与技术》6，2016，172-176—+表面处理梯度材料富锂锰基正极材料

RISING-IIMadeinChina2025?JCESR?CAS-SPRPRISING-I?EVEverywhere中日美政府的目标≥300Wh/kg2016重点专项新能源汽车纳米科技材料基因组USABCDOEBattery500CATL国轩力神采用金属锂负极，容易实现电芯高能量密度

金属锂负极的主要技术挑战循环性、安全性、充放电倍率、自放电等无法满足应用需求多种金属锂电池：金属锂电池，锂硫，锂氧气，锂水，锂二氧化碳，锂空气电池金属锂电极在有机溶剂电解液中共性问题全固态金属锂电池？

液态锂离子 @固态锂电池液态固态关键差别：电解质由液体变为固体--浸润性、界面稳定性、金属锂、安全性MetallicLiLi

全固态金属锂电池可能具备的优点固态电池可能具备的性质全固态锂电池可能具备的优点有望抑制锂枝晶可以使用金属锂负极--高能量密度，高安全性不易燃烧、不易爆炸安全性优于液态锂离子电池无持续界面副反应循环性好，更安全，内阻稳定，功率衰减慢无电解液泄漏、干涸问题服役寿命长，不易跳水高温性能更好车用、工业应用、安全性好；可以创新Pack设计无气胀电芯不易变形，寿命长原材料纯度要求降低材料成本降低，易于生产正极选择面宽可开发多种不同用途的电池非活性物质体积质量减少体积、质量能量密度高电芯内部可串联高电压电芯及模块、系统设计简化、易于灵活配组

NEDO制定的电池研发路线图LiCoO2,LiMn2O4NCM,LiFePO4C,Li4Ti5O12LiPF6,EC-DMC2015NCA,811LNM,LCO/Nano-Si

124M–Cambridge,MA聚合物和纳米陶瓷颗粒复合2IonicMaterials，Woburn,MA新型聚合物电解质3IowaStateUniversity–Ames,IA新型玻璃态固态电解质4ORNL–OakRidge,TN对锂稳定的玻璃态电解质5PennsylvaniaStateUniversity–PA，热冷压制备固态电解质6PolyPlusBatt