中国粉体网讯 全固态薄膜锂离子电池拥有较当前锂离子二次电池更小的尺寸、更高的能量密度、更长的循环寿命及更高的可靠性，目前在低电流元件的应用上备受青睐，将成为锂离子电池发展领域的重要一环。
全固态薄膜锂离子电池主要由集流体薄膜、阴极薄膜、电解质薄膜以及阳极薄膜组成，实际使用时，根据需要在薄膜电池上沉积3.0～5.0μm厚度的封装层对薄膜电池进行保护。
全固态薄膜锂离子电池的分类
根据全固态薄膜锂离子电池采用阳极薄膜及电池结构的不同，将全固态薄膜锂/锂离子电池简单分为四类：
第一类以金属锂薄膜作为阳极，称为全固态薄膜锂电池；
第二类以氧化物或氮化物薄膜作为阳极，被称为全固态薄膜锂离子电池；
第三类为全固态薄膜 “无锂”电池，直接以金属集流体作为 “阳极”；
第四类为其他结构的锂/锂离子微电池。
全固态薄膜锂离子电池的优点
(1)可根据产品的要求设计任何形状；
(2)可组装在不同材料的基底上；
(3)可用标准的沉积条件实现薄膜电池的制备；
(4)工作温度窗口宽(-15—150℃)；
(5)没有固液接触界面，减小了固液界面电阻；
(6)安全系数高，电池工作时没有气体产物。
制约全固态薄膜锂离子电池性能的因素
目前，全固态薄膜锂离子电池的正极材料一般采用LiCoO2、LiFePO4等较为成熟的商业化材料，尤以使用LiCoO2最多；负极则选取Sn、Si、SnO、Li2MnO4等无机单质及化合物。但它们的实际比容量、结构稳定性及抗过充能力仍有待进一步提高。
LiPON是目前研究最为广泛、并在全固态薄膜锂离子电池中有实际应用的固体电解质。如果能够解决低成本大面积LiPON薄膜的制备技术以及开发相应成熟的大容量电池技术，则有望进一步拓展其应用空间。
硫化物电解质的研究始于1980年，但是硫化物在空气中不稳定，容易与空气中的水发生反应。相应的全固态薄膜锂离子电池的制造需要开发专门的生产线。
制约全固态薄膜锂离子电池性能的另一瓶颈是界面问题，主要包括：
(1)固-固界面阻抗较大。一方面与固-固接触面积较小有关；另一方面，在全固态电池制备或者充放电过程中，电解质与电极界面化学势与电化学势差异驱动的界面元素互扩散形成的界面相导致的离子传输的阻力较大。
(2)界面应力问题。在充放电过程中，多数正负极材料在嵌脱锂过程中会出现体积比电解质变化大，这致使电池在充放电过程中固态电极/固态电解质界面应力增大，可能导致界面结构破坏。
(3)固体电解质与电极的稳定性问题，电解质有可能在接触正极或者负极的界面进而发生氧化或者还原反应。
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专家简介
夏晖（教授、博士生导师），生于1978年，于2000年和2003年分别获得北京科技大学无机非金属材料专业的本科和硕士学位（导师李福燊）。于2007年在新加坡国立大学，新加坡麻省理工学术联盟(Singapore-MIT Alliance)，微系统用先进材料专业获得博士学位。博士师从新加坡国立大学机械工程系吕力(Li Lu)教授（http://serve.me.nus.edu.sg/luli/）。博士毕业后在新加坡国立大学机械工程系从事博士后研究工作至2011年。于2011年初被引进到南京理工大学材料科学与工程学院。攻读博士学位以来，一直从事有关能源存储材料及器件的研究，研究对象主要包括二次锂离子电池及超级电容器。
参考来源：
曹乾涛.全固态薄膜锂离子电池负极和电解质材料的研究进展
刘文元.全固态薄膜锂/锂离子电池的研究进展
宋杰.全固态薄膜锂离子电池
邵思远.全固态薄膜锂离子电池
（中国粉体网编辑整理/墨玉）
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