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2017年6月，豐田向美國提交的一份編號為20170179545的固態電池專利申請被揭露。亞化咨詢研討標明，該固態電池由硫化固態電解質和電極活性資料構成，其間，電解質資料的組成包含鋰、磷、硫、碘等四種元素;正極資料則包含了一種磷酸酯。該磷酸酯在正極資猜中的分量占比范圍在1~30%不等。經過在正極資猜中添加磷酸酯，該固態鋰電池的熱穩定性得以改進。7月，豐田表明，方案于2022年開端出售由全固態電池供給動力的電動車。

固態鋰電池是一種運用固態電解質的電池。在構造上，固態鋰電池比傳統鋰離子電池簡略。固態電解質除傳導鋰離子，也充當了隔閡的人物。因而，在固態鋰電池中，電解液、隔閡與粘結劑PVDF等都不需求運用。作業原理上，固態鋰電池和鋰離子電池相通，充電時，正極中的鋰離子從活性物質的晶格中脫嵌，經過固體電解質向負極搬遷，電子經過外電路向負極搬遷，兩者在負極處復合成鋰原子、合金化或嵌入到負極資猜中。放電進程與充電進程相反，此時電子經過外電路驅動電子器件。傳統鋰離子電池與固態鋰電池示意圖

亞化咨詢《我國鋰離子電池年度報告2017》顯現，固態鋰電池在資料上的挑選、研討方向與最新進展如下所示。

1)電解質

固態鋰電池首要選用固態電解質，如聚合物、無機物等。現在固態電解質的研討首要會集在高電導率的復合型電解質等的研制上。

2016年11月，三井金屬發布了全固態電池用的硫化物固態電解質Argyrodite。三井金屬表明，將會與電池廠商和汽車廠商等協作，到2020年完成固態電解質的商業化。

三井金屬Argyrodite硫化物固態電解質

2)正極資料

除傳統正極資料外，固態鋰電池還能兼容更高電壓的氧化物正極、高容量硫化物正極等。固態鋰電池正極資料的研討方向會集在下降正極的界面阻抗，進步高倍率放電功能等。

2015年8月，北大新資料學院初次將高容量硅酸亞鐵鋰(Li2FeSiO4)正極資料應用于聚氧乙烯基全固態電池。該電池在100℃具有優越的倍率功能(30C容量有67.5mAh/g)以及較高的比容量發揮(1C容量有258.2mAh/g)。

3)負極資料

除傳統石墨負極資料外，固態鋰電池還在開發應用其他高功能負極資料，包含金屬鋰負極，硅基、錫基負極以及氧化物等負極。

2016年5月，由日本東北大學原子分子資料科學高級研討機構和東京大學的研討所組成的研討小組宣告成功開發出新型固態鋰電池的負極資料穿孔石墨烯分子(CNAP)。該資料電容是石墨的2倍以上，重復65次充放電后電容仍能堅持較高水平。

現在全球多個國家先后擬定了高能量密度鋰電池的研制方針。如日本政府提出，2020年動力電池電芯能量密度將到達250Wh/kg，2030年到達500Wh/kg;美國先進電池聯合會(USABC)提出將2020年電芯能量密度由原來的220Wh/kg進步至350Wh/kg;我國國務院《我國制造2025》中明確提出，到2020年我國動力電池單體比能量要到達300Wh/kg，2025年到達400Wh/kg，2030年到達500Wh/kg。

揭露資料顯現，當前選用三元正極資料和石墨負極資料的液態動力鋰電的能量密度極限在280Wh/kg左右，而引進硅基復合資料代替純石墨作為負極資料，動力鋰電的能量密度有望做到300Wh/kg以上，上限約為350Wh/kg。

亞化咨詢以為，上述國家提出的動力電池單體比能量的2020年的方針是可以經過現有的鋰離子電池技能來完成的。若想達成更高能量密度的方針，固態鋰電池將是一個重要的發展方向。現在固態鋰電池存在固態電解質與正負極之間界面阻抗過高、固態電解質電導率偏低、資料制備本錢貴重等難題，使得固態鋰電池在2022年難以成為商場干流。可是考慮到商場對鋰電池能量密度和安全功能需求的持續提高，固態鋰電池的發展前景值得等待。

固態鋰電池正極資料

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