固态电解质隔膜是集成离子传导与电子阻隔双重功能的固态薄层材料,区别于传统液态锂电池的多孔聚烯烃隔膜,其同时实现锂离子传导、正负极隔离功能,并在一定程度上抑制锂枝晶穿透。该材料厚度一般在10~100μm,需具备高锂离子电导率、极低电子电导率、宽电化学窗口、良好力学强度与界面适配性。
按照电解质主体材料,固态电解质隔膜可分为三大类别:聚合物基固态电解质隔膜(PEO、PVDF等高分子基体)、无机陶瓷基固态电解质隔膜(氧化物LLZO、LATP,硫化物Argyrodite、LGPS,以及卤化物等)、复合固态电解质隔膜(无机电解质粉体分散于聚合物基体,或采用多层复合结构)。
从制备工艺来看,聚合物基固态电解质隔膜采用溶液浇铸、刮刀涂布、热压成膜工艺,将浆料涂覆临时载带上,经脱溶剂、热压固化制得自支撑膜;无机陶瓷基固态电解质隔膜采用流延成型、高温烧结工艺,粉体流延成坯,通过脱脂烧结得到致密薄层;复合固态电解质隔膜采用骨架浸渍、原位固化、共混涂布工艺,将电解质前驱体填入多孔骨架制备复合膜。
动力电池领域,在半固态电池体系中,复合固态电解质隔膜可减少电芯内部液态电解液用量并替代传统隔膜,降低电芯可燃性,提升电芯能量密度与安全性能;在全固态电池体系下,固态电解质隔膜完全替代液态电解液与传统聚烯烃隔膜,可构建无液态电芯结构。储能电池领域,固态电解质隔膜可应用于电网长时储能、工商业储能等高安全要求储能电芯,降低热失控风险。
新思界
行业分析人士表示,在我国,星源材质在固态电解质材料、固态电解质膜、刚性骨架膜等方面进行了较为全面的布局,相关产品已陆续向头部电池企业送样。上海恩捷可批量供应半固态电池电解质隔膜、全固态电池电解质膜;北京卫蓝新能源计划于2025~2030年,向上海恩捷及其受其控制的关联主体下达半固态、全固态电池电解质隔膜订单,订单总规模预计不少于3亿平方米。
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