SSB蓄电池全固态锂电池及其设备技术分析

2026-01-20 16:26:30

摘要：现代科技的创新促使能源格局朝着低碳、绿色以及清洁的方向转变，对于具备高能量密度的储能设备而言，其是满足再生能源应用，并契合终端电子化发展的要点所在，其关键全固态锂电池，是新时期着手研发的用以实现存储高能量密度的一种存储设备，该类型的电池不仅对于我国新能源技术而言，促使相关领域能够稳健向前发展，而且还发挥着关键的作用，本文着重剖析了全固态锂电池技术最新情况，以及设备相关技术对应的未来发展的走向，并为全固态锂电池的深入钻研，以及实际应用输送参考依据。

关键词：全固态锂电池；设备；技术；分析

前言

锂电池研发技术水平持续提高，于是研发出一种新型全固态锂电池，其锂电池性能显著提高，电能存储方面也显著提高。为更好提高锂电池应用安全性、降低应用成本并拓宽应用领域，进而从整体上提高锂电池能量密度，针对全固态锂电池及其设备技术应用当下状况以及未来应用走向开展深入研究，这对促进新能源领域发展意义重大。

一、全固态锂电池概述

全固态金属锂电池在研究及应用方面比液体锂电池更早，在全固态金属锂电池刚开始应用时，没办法有效满足社会生产期间对锂电池提出的在化学性能、运行安全以及使用可靠性这几方面的要求，并且也没有开展大规模生产。对于液体锂电池的研究，该研究的关键之处在于对研发技术不断进行优化以及进行精细调整，得以让其综合性应用指标得到极大提高，达成了社会生产和市场应用的需求，从而被市场消费者更顺利地接受 。^[1]就两种类型锂电池的研发技术方面而言，全固态金属锂电池有着更高的安全稳定性，而且在电能存储以及使用寿命上具备更多优势，随着全固态锂电池研究不停地深入，进一步拓展了全固态锂电池应用的区域。

二、全固态锂电池的应用优势

因对全固态锂电池研究持续深入，它在多地领域获广泛应用，且全固态锂电池应用优势得以体现。关于应用安全性而言，全固态锂电池的安全性是比较高的，和液态锂电池相比较，液态电解质结构组成里存在易燃易爆这类危险有机溶剂，在使用期间极易因环境条件的影响而出现燃烧或者爆炸的状况，为保证使用的安全性，于使用进程中要配合安装抗高温设施，防止出现设备短路情形，进而提升锂电池的生产及应用成本，应用安全性同样需要提高。还有一个优势是这样体现的，全固态锂电池内部结构所储存的电能密度是比较高的，就其生产这个角度而言，全固态锂电池电芯能量密度可达到 260W.h/kg，随着技术持续深入开展研究 ，于未来的生产进程中预估电池内部的电能存储密度能够抵达 400W.h/kg，从而满足多个领域的电能存储以及应用需求 。

三、全固态锂电池及其设备技术现状

（一）大容量聚合物式全固态锂电池

全固态锂电池于研发时，需依赖聚合物电解质材料，于生产进程中，要依靠工艺技术，借此达成了电池自重较轻的应用需求，还实现了弹性良好的应用要求，并且具备良好的粘度，因其稳定性较高的应用优势，在多个领域应用里获得了关注。此技术还是1970年后普遍采用的技术方式，也为后续全固态锂电池技术的发展奠定了基础。从当下固态锂电池研究的实际状况来看，首要的是以石墨当作电池负极，把聚醚材料当成电解质来开展的固态锂电池研究，充分借助活性物质性能包住无机物质，进而防止液态锂电池正极与固态电解质界面发生化学反应，减少因发生化学反应致使锂电池自身性能下降 。^[2]早在2015年呀 ，此类型固态锂电池试制品就已经被研发成功了 ，然而呢 ，因为其使用寿命没有达到预期的年限 ，所以对它的规模化生产并且商业推广产生了一定的限制 。

（二）大容量无机全固态锂电池

为了让固态锂电池在性能方面以及使用寿命层面能进阶提升，国内外皆开展了更深层次探究，且加大了研究所需成本投入，取得了诸多研究成果，于此相比，传统全固态锂电池在性能范畴以及应用范围领域都实现了进一步提高 。于当下，在大容量无机固态锂电池之研究以及应用范畴，已然把更多的精力投放至全固态锂电池于使用进程期间的安全性探究之上，就好比在日本丰田汽车公司跟物料研究所一块儿开展新型的全国固态锂电池的研究与开发工作，并且尝试借助钴酸锂当作电池的正极材料，以石墨作为负极，把硫化物类电解质用作全固态电池的电解质 。研究持续深入，于研究成果里得到了平均电压为16.4V，的全固态锂电池，充电后输送电压可达16.2V，还总结出全固态锂电池正极材料的变化，对全固态锂电池材料与电解质界面间关系产生重要影响的一般性规律。日本是全固态锂电池技术研究较先进的国家，在最新研究成果中，全固态锂电池充放电循环达300次后，仍能保持85%的电池容量。同时进行研发的全固态锂电池，其固体电解质的体积逐渐减小，厚度也持续变小，经过实验室的分析之后，得出了电解质厚度在持续减少的结果，此结果促使在全固态锂电池当中，充放电这一功能具备更加优良的可靠性结论 。

（三）薄膜全固态锂电池

薄膜锂电池于制造当中，需借助现代化工艺技术，方可制造出契合多个领域应用需求的薄膜固态锂电池，要保证薄膜层厚度，以及电池正负极和电解质程度均达预期制造目标，进而构建多层膜的固态锂电池。依据发达国家在实验室的研究情形，选用了锂磷酸氧氮化物玻璃电解质用作薄膜锂电池研究的主要材料 。^[3]当前全固态锂电池有各项应用优势，且都有效发挥出来了，然而，从这类电池的电能储存角度看，其储能密度还需进一步增强，如此才得以大规模应用于多个领域，同时，要知晓其工业生产受无线传感器设备以及智能卡等系统电源限制，在工业领域的应用尚无法契合大容量储能系统的性能与应用要求，所以导致其在工业领域无法获得大规模的研发与投产 。

四、锂电池设备技术现状及发展趋势

新能源汽车制造持续发展，这促使全固态锂电池储能技术研究水平持续提升，达到了新能源汽车运行所需电能储存的要求，还保证了全固态锂电池电能存储的需求，为进一步提高新能源汽车行驶里程，需不断增加全固态锂电池的电能存储量，全固态锂电池设备技术成了新能源汽车企业获取竞争优势的关键技术，也是新能源汽车在市场销售中能否取得主动竞争优势的基础。从目前全固态锂电池于新能源汽车范畴里的应用情形而言，电池材料可适配各异的应用环境，且具备一定的安全性，于电池的运行功率以及性能层面均有显著提升，设备技术的持续成熟，亦促使新能源汽车的成本投入不断下降。

在新能源汽车行业处于发展进程里，设计人员要紧紧跟随全固态锂电池以及其设备技术的研究进步情况，并且要把控最新研发成果的实际运用状况 。^[4]基于动力锂电池技术于实际应用里的反馈评价，要持续针对锂电池的性能，以及电能存储量等层面，去开展深入的研究与改进，并且从全固态锂电池的研发技术以及生产工艺方面着手，进行改进和创新，从而为新能源汽车领域的进一步发展奠定基础保障。

结束语：

全固态锂电池及其设备技术研究不断深入，锂电池电解质材料自身性能持续优化，这令智能电网系统以及新能源汽车领域对储能设备的应用需求日益增加。全固态锂电池未来研究中，会朝着能量密度高、应用成本低、使用安全性高的方向，为多个领域发展提供清洁能源支持，并且还要通过研究提升全固态锂电池使用寿命，让其能应用于大规模储能装置，给我国多个领域发展提供可靠电力能源保障。