新一代柔性高容量高安全固态锂电池产业化

【项目概况】  

此项目团队为国家创新人才推进计划中青年科技创新领军人才入选者、南京大学化学化工学院金钟教授领衔的高性能电池器件研发团队，致力于新能源材料、储能电池、柔性穿戴器件等技术的产业应用。自主研发了拥有独立知识产权、面向柔性可穿戴应用的大容量、高安全固态锂电池。采用新型高分子复合柔性固体电解质，具有不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液等优点，从而在过充电、内部短路等情况下不会引发自燃、自爆的安全隐患，在安全系数方面较锂离子电池有着先天的优势，具有容量大、续航时间长、循环寿命高、安全性高、易穿戴等性能优点。

【关键技术】  

此项目团队研发的固态锂电池系统充分结合新型锂负极材料、NCM三元正极材料的高容量特性和全固态电池的高安全特性，采用柔性、可弯折的正负电极材料和柔性高分子复合固体电解质进行搭配，开发质量轻、续航时间长、循环寿命高、安全性好的柔性全固态锂电池系统。在性能上具有几个非常明显的优势：

（1）安全性高：固态锂电池可从根本上解决液态电解液的安全隐患。此团队研发的全固态锂电池采用高分子复合柔性固体电解质，完全不可燃，不含有任何低闪点、易燃易爆的有机溶剂，解决了电解液的易燃性问题。同时，固体电解质薄膜致密无孔，机械强度较高，有效抑制负极锂枝晶刺穿造成短路的问题。稳定性方面也比电解液更好，能够承受住实际使用过程中出现的极端情况，比如碰撞、挤压等，极大的提升了安全性能。该固态锂电池由于采用了高分子复合固体电解质，具有耐高温、无腐蚀、不挥发、不漏液等优点，从而在过度充电、内部短路、高温等异常情况下不会引发自燃、自爆的安全隐患，而且能够耐受针刺、冲击、剪切等外力作用，在安全系数方面较之基于液态电解液的常规锂离子电池具有非常大的优势。

（2）能量密度高：由于该固态锂电池采用高容量的新型正负电极材料，可以大大提高电池的比容量，此外通过叠片式软包电池的设计和组装，可以简化电池外壳和电极等模块，大大减轻电池模组的重量，达到400 Wh/kg以上的能量密度。

（3）柔性化：基于全柔性的高分子复合固体电解质薄膜和正负电极材料制备的柔性软包锂电池，具有非常良好的柔韧性、耐弯折性能，可以弯折上万次而不会出现破裂，并且具有容量大、续航时间长、循环寿命高、安全性好等优势，能够在柔性可穿戴电子器件、智能衣物等领域得到良好的应用。