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電池的發(fā)展可謂是有一段更迭的歷史，遠(yuǎn)的不說，從大家熟知的鉛酸電池到鎳氫電池再到現(xiàn)在的鋰電池，可謂是更迭迅速，而鋰電池也從最初的液態(tài)鋰離子電池轉(zhuǎn)到了鋰聚合物電池再到現(xiàn)在大家一直在致力研究的半固態(tài)鋰電池。那么什么是半固態(tài)鋰電池呢？半固態(tài)鋰電池有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢呢？

什么是半固態(tài)鋰電池？

半固態(tài)鋰電池是指任一側(cè)電極不含液體電解質(zhì)，另一側(cè)電極含有液態(tài)電解質(zhì)的電池?；騿误w中固體電解質(zhì)質(zhì)量或體積占單體中電解質(zhì)總質(zhì)量或總體積之比的一半。

與現(xiàn)有鋰離子電池相比，半固態(tài)鋰電池體積小，更加穩(wěn)定安全，可以實(shí)現(xiàn)更高的能量密度，成本也比鋰離子電池便宜得多。目前，不少電池企業(yè)在研發(fā)固態(tài)電池的進(jìn)展上會先退而求其次，選擇先加快半固態(tài)鋰電池的研發(fā)速度。

半固態(tài)鋰電池具有以下特點(diǎn)優(yōu)勢。

1、輕，能量密度高。使用了半固態(tài)電解質(zhì)后，鋰電池的適用材料體系也會發(fā)生改變，其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極，這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)動力電池的能量密度有明顯提高。

2、薄，體積小。在傳統(tǒng)鋰電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來占據(jù)了鋰電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而如果把它們用半固態(tài)電解質(zhì)取代（主要有有機(jī)和無機(jī)陶瓷材料兩個(gè)體系），正負(fù)極之間的距離（傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充，現(xiàn)在由半固態(tài)電解質(zhì)填充）可以縮短到甚至只有幾到十幾個(gè)微米，這樣電池的厚度就能大大地降低，因此半固態(tài)動力電池技術(shù)是動力電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。

3、柔性化。半固態(tài)鋰動力電池使用脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米級以下后是可以彎曲的，材料會變得有柔性。相應(yīng)的，半固態(tài)動力電池在輕、薄化后柔性程度也會有明顯的提高，通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料（不能是剛性的外殼），制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。

4、更安全。排除了傳統(tǒng)鋰電池在下列情況可能發(fā)生的危險(xiǎn)：①在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞。②電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇。

原標(biāo)題：半固態(tài)鋰電池