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固态电池关键材料及技术发展趋势
这份文档探讨了固态电池的关键材料和技术发展趋势，主要内容包括：
一、 固态锂电池的研究背景：
1. 能源短缺和环境问题是发展电动汽车的主要驱动力。
2. 国家政策支持新能源汽车产业发展，例如国务院发布了相关决定。
3. 纯电动汽车面临里程焦虑和安全问题。
4. 为解决问题，需要提升锂离子电池的能量密度。
二、 聚合物固态锂电池的关键材料与技术：
1. 介绍了如何提高锂离子电池的能量密度，包括开发高容量、高电位窗口的电极材料和研究新的储锂机制。
2. 分析了不同电极材料的储锂容量和电位图。
3. 对比了不同类型的电池在长期、中期和短期的能量密度提升情况。
4. 通过表格展示了改良锂离子电池电芯能量密度的预测数据。
5. 讨论了纯电动汽车的安全问题，并对比了不同电池技术的安全性。
6. 特斯拉的安全事故引发了对锂电池的深思，推动了固态电池的发展。
7. 简要介绍了锂离子电池材料的组成，包括正极、负极、隔膜和电解液。
8. 强调了液态电解质锂离子电池的热失控隐患，以及开发固态电池的必要性，因为固态电池具有高安全性、高电压窗口、高能量密度和长循环稳定性的优势。
9. 展示了不同技术路线的能量密度和续航里程的发展趋势。
10. 分类了固态电解质，包括无机快离子导体和聚合物，并列举了它们的优缺点。
11. 聚合物电解质在2013年以来成为行业研究的重点。
12. 世界范围内固态锂离子电池的发展情况，包括三星、博世、丰田等公司。
13. 介绍了固态电池在国外的产业化进展，比如法国的Autolib电动车。
14. 分析了聚合物电解质的体系发展历程，包括PEO系、聚硅氧烷类和聚碳酸酯类。
15. 重点关注了固态锂离子电池中的界面问题，如界面内阻大、载流子传输困难等。
16. 阐述了高能量密度固态锂电池的技术问题，包括固固界面、电化学副反应和应力/形变问题。
17. 强调了固态锂电池对电解质的要求，包括能量密度、安全性能、功率密度、循环寿命、加工性能等。
18. 固态电池国外开发情况，包括Bollore、KOLIBRI和BOSCH公司的电池产品。
三、 动力耦合系统-锂离子电容器：
1. 介绍了“功率”、“能量”兼备的动力系统，即固态锂电池和锂离子电容器的结合。
2. 阐述了纯电动汽车的里程焦虑和动力体验，以及固态锂电池-锂电容器双电源系统在提升性能方面的优势。
3. 介绍了如何提高电化学器件的功率，包括界面修饰和纳米结构。
4. 讨论了负极电化学嵌/脱锂与正极物理吸附离子动力学不匹配的问题，以及高效界面快速储锂电极的解决方案。
5. 介绍了发展界面快速储锂电极体系，包括氮化物复合材料和氮化物/碳化石墨烯功能化复合的成果。
6. 介绍了高性能锂离子电容器的关键技术，例如高比能、低成本的超级电容器。
7. 展示了双电源动力系统集成技术，以及基于CAN通讯及三模式控制方式的应用。
8. 分析了采用120S1000F锂离子电容器的电动车性能优势。
四、 固态锂电池的未来需求展望：
1. 满足国家深海战略需求，发展深海探测技术。
2. 展示了深海空间站能源平台，响应国家海洋强国战略，展开深海能源网络技术布局。
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