科技成果——全固态锂电池石榴石型固体电解质的研制
技术开发单位
天津工业大学
适用范围
高比能量电动汽车动力电源、便携式小型电源。
成果简介
全固态锂离子电池具有能量密度高，运行温度范围宽，结构紧凑、规模可调、设计弹性大和安全性高等优点，是最有希望应用于电动汽车的储能系统之一。石榴石型固体电解质Li7La3Zr车打不着火是因为什么原因2O12（LLZO）由于具有较高的锂离子电导率（10-4-10-3Scm-1），宽电化学窗口（约为6V）和对锂金属负极相对稳定性等优点，非常有希望在电动汽车等领域得到重要运用。
本课题组通成功制备得到立方纯相的LLZO固体电解质材料，探究了烧结时间和温度对合成LLZO固体电解质材料的影响。所制备的LLZO固体电解质材料具有很高的致密性和较高的离电脑散热器排行榜
子电导率，通过XRD表征其结构为立方纯相的石榴石结构。进一步探究了掺杂对LLZO固体电解质的影响。得到致密的掺杂LLZO固体电解质材料，电导率得到进一步提升。将LLZG2O组装成全固态电池，实现了较高的充放电循环性能。
主要技术指标
LLZO固体电解质室温电导率达到2×10-4Scm-1，通过元素掺杂进一步提高了锂离子电导率。实验室组装全固态电池循环300次充放电电压无明显衰减。
效益分析
谁掌握了动力电池，谁就掌握了新能源汽车。而在众多动力电池技术的研发中，固态锂电池被当成是下一个风口。毫无疑问，锂离子电池最近一个时期仍将是动力、消费电子和中小规模储能的最好选择。而按照我国《节能与新能源汽车技术路线图》，到2020年，纯电动汽车动力电池的能量密度目标为300Wh/kg，2025年目标为400Wh/kg，2030年目标为500Wh/kg。显然，不论是磷酸铁锂电池还是三元锂电池，都难堪此大任。全固态锂电池能量密度可达500Wh/kg以上，是当前锂离子电池的2-3倍，有望成为下一代高能量密度动力
和储能电池技术的重要发展方向。除了安全性高、能量密度高之外，固态锂电池还具有循环寿命长（已报道的薄膜型全固态金属锂电池能够循环45000次）、工作温度范围宽（最高操作温度有望达到300℃甚至更高）、电化学窗口宽（有可能达到5V）、具备柔性优势（可以制备成薄膜电池和柔性电池）、回收方便（理论上没有废液，处理相对简单）等优势。日本丰田、韩国三星、德国大众等公司也先后拿出了电动车用全固态锂电池样机。工行信用卡
兔肉2016年全球锂电池电芯产值达到1850亿元，根据SPIR预测，2020年全球锂电池电芯产值将达到3436亿元。结构上看，消费电子类需求缓增长，新能源动力需求爆发增长带动产业快速发展，此外储能市场的巨大潜力正逐步释放。一旦固态电池的逐步推广应用，固态电池产业将充分享受市场红利，成为锂电行业的爆发点。
应用情况
苹果13拍照有马赛克1、丰田：丰田2010年就推出硫化物固态电池，2014年其实验原型能量密度已达到400Wh/kg。截止到2017年2月，丰田固态电池专利数量达到30件，远远高于其它企业。最近，丰田向美国递交了一份专利申请：20170179545。申请文件与丰田在固态电池上的工作有关。
2、三星：北京时间6月30日报道，韩国电池厂商三星SDI一名不具名高管表示，该公司未来1-2年内将能生产出固态电池，让智能手机彻底告别爆炸门。
3、LG：其实，三星并不是唯一一家对固态电池感兴趣的智能手机厂商，根据三星SID高管表示，三星的死对头LG化工也在进行固态电池技术的研发，并且也取得了不错的进度。
4、博世（BOSCH）：德国汽车零部件巨头博世（BOSCH），2015年收购美国电池公司“Seeo”。博世和Seeo然后与日本著名的GSYUASA（汤浅）电池公司和三菱重工共同建立了新工厂，主攻固态阳极锂离子电池。
5、戴森（JamesDyson）：英国富豪詹姆斯-戴森（JamesDyson），2015年公司收购了固态电池企业Sakti3，当时戴森曾表示将会投资近10亿美元大量生产固态电池。2016年8月份戴森表示，会出资14亿美元，兴建一座电池工厂。业界认为，该工厂将担负量产固态电池的责任。
6、索尼：索尼公司2014年就全固体薄膜型二次电池的试制在学术期刊上发表了论文，在2015年11月11日开幕的“日本第56届电池讨论会”上发表了相关成果。
7、国内：目前国内多家企业已在固态电池研发上布局，如清陶能源、CATL、国珈星际等公司，分别在无机陶瓷固态电解，硫化物电解质、聚合物电解质等方面发力。
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