聚合物基全固態(tài)鋰金屬軟包電池?zé)岚踩阅苎芯?/h1>

更新時間：2026-04-15  |  點擊率：549

全固態(tài)鋰金屬電池因其zhuo越的能量密度和安全性，有望成為下一代高能高安全電池技術(shù)shou選。但由于技術(shù)難度大，全固態(tài)鋰金屬電池技術(shù)仍停留在電容量低、正極負(fù)載量低的微型扣式電池水平。

為深入探討全固態(tài)鋰金屬電池的核心技術(shù)問題和科學(xué)挑戰(zhàn)，并提出具有科學(xué)依據(jù)和實際應(yīng)用價值的研究建議，軍事科學(xué)院防化研究院張浩博士課題組突破高溫鞣制全固態(tài)聚合物電解質(zhì)膜技術(shù)，自主設(shè)計了700mAh全固態(tài)鋰金屬軟包電池（PASSLMPs），并全面測試了其電化學(xué)和安全等性能。相關(guān)研究成果《聚合物基全固態(tài)鋰金屬軟包電池的設(shè)計與性能研究》已發(fā)表于《防化研究》期刊。

本研究借助X射線斷層掃描、氣相色譜等表征技術(shù)，研究了PASSLMPs的機(jī)械 - 電化學(xué)耦合失效機(jī)制；采用杭州仰儀科技小型電池絕熱量熱儀BAC-90A測試該電池的熱失控過程，明確了其熱安全特性，并基于實驗結(jié)果提出了全固態(tài)鋰金屬電池未來發(fā)展建議，為該技術(shù)的性能提升與實際應(yīng)用提供了參考和指導(dǎo)。

小型電池絕熱量熱儀BAC-90A

本研究中BAC-90A的應(yīng)用

本研究采用小型電池絕熱量熱儀BAC-90A的“加熱-等待-搜尋"模式對充電狀態(tài)下的PASSLMPs開展了絕熱熱失控測試，確定了其熱失控過程的三個關(guān)鍵特征溫度點：自產(chǎn)熱起始溫度（T₁=95.3℃）、熱失控觸發(fā)溫度（T₂=269.8℃）、熱失控最高溫度（T₃=610.4℃）。

文中將本研究的電池與不同液態(tài)電池體系的特征溫度進(jìn)行了對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，即便PASSLMPs采用高鎳9系三元正極與金屬鋰負(fù)極，其熱安全性仍具有顯著優(yōu)勢。與使用三元正極和石墨負(fù)極的液態(tài)電池相比，PASSLMPs的熱失控觸發(fā)溫度T₂較前者要高出約70℃，T₁和T₃與其差異不大；

研究還發(fā)現(xiàn)，經(jīng)測算后PASSLMPs的最大自放熱速率（rmax）為2592℃/min，較文獻(xiàn)報道的三元正極-電解液-石墨體系（4869℃/min）降低了46.8%。

部分研究數(shù)據(jù)展示

由此可見，上述特性大大拓寬了PASSLMPs安全使用的溫度范圍，有望實現(xiàn)在高溫、高壓、高震動等場景下的特種應(yīng)用，展現(xiàn)出顯著的開發(fā)潛力和廣闊的應(yīng)用前景。

總結(jié)

本研究通過關(guān)于全固態(tài)鋰金屬軟包電池的探索研究，證實了該電池體系具有明顯的本征熱安全優(yōu)勢，在未來高能高安全電池應(yīng)用領(lǐng)域有很好的前景。但目前該技術(shù)成熟度較低，需進(jìn)一步深化界面失效機(jī)制研究，力爭設(shè)計、制備出更高能量、更長循環(huán)壽命和更安全的全固態(tài)鋰金屬軟包電池，為長航時無人機(jī)、未來單兵電源等方面提供支撐。

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