你對全固態(tài)或固態(tài)鋰離子電池了解多少？隨著全固態(tài)鋰離子電池的推廣，各種“全固態(tài)”或“固態(tài)”鋰離子電池的概念層出不窮。解決鋰離子電池安全性能的重要任務,就這樣落到了全固態(tài)鋰離子電池的肩上。為了獲得與基于液體電解質的鋰離子電池相當?shù)哪芰棵芏?固體電解質要具有高離子電導率、力學強度好、不可燃、化學穩(wěn)定性等特性。

你對全固態(tài)或固態(tài)鋰離子電池了解多少？

在動力鋰離子電池市場，全固態(tài)電池是近兩年來炙手可熱的話題。盡管關于全固態(tài)鋰離子電池的未來還存在著爭論，但從各電動汽車生產商和動力鋰電池供應商的投資動作來看，全固態(tài)電池應該是未來5~10年的主流方向。

固態(tài)鋰離子電池:一些研究人員將固體電解質和少量液體電解質的高質量或體積比的電池稱為“固態(tài)電池”。

全固態(tài)鋰離子電池:電池由固態(tài)電極和固態(tài)電解質數(shù)據組成。在工作溫度范圍內，電池不含任何質量和體積分數(shù)的液體電解質。

全固態(tài)電池顧名思義就是電池里面沒有氣體、液體，所有材料都以固態(tài)形式存在，用固體電解質來代替現(xiàn)有鋰離子電池中使用的液體成分。使用固態(tài)電解質后，全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池，可以實現(xiàn)更輕的質量、更小的體積，能量密度也有較大幅度的提升。

本質上，固態(tài)電池的原理和“傳統(tǒng)”的鋰離子電池是相同的，都是靠著鋰離子在電池的正負兩極之間穿梭往來，實現(xiàn)充放電的功能。不同的是，固態(tài)電池中的電解質是固態(tài)的，而傳統(tǒng)鋰離子電池的電解質是液態(tài)的。

全固態(tài)鋰離子電池分為全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰離子電池，前者的負極不含金屬鋰，后者的負極不含金屬鋰。根據技術的發(fā)展趨勢，與液態(tài)鋰離子電池相比，全固態(tài)金屬鋰離子電池可能具有安全性能好、能量密度高、循環(huán)壽命長等優(yōu)點。近年來，固體電解質數(shù)據，尤其是硫化物電解質數(shù)據，在離子電導率方面取得了重大突破，全固態(tài)鋰離子電池技術逐漸受到世界各地研究機構和大型公司的關注。

全固態(tài)鋰離子電池的潛在優(yōu)勢

※高安全性能:固體電解質替代可燃液體電解質，固體電解質有望克服鋰枝晶的出現(xiàn)；

※高能量密度:負極可為金屬鋰負極；

※循環(huán)壽命長:可防止液體電解質充放電過程中固體電解質界面膜的形成和生長；

※電化學窗寬:可達5V，適用于高壓正電極數(shù)據；

※回收方便:無廢液，處理相對簡單。

總體來看固態(tài)電池的發(fā)展，電解質可能遵循從液態(tài)、半固態(tài)、固液混合到固態(tài)的路徑發(fā)展，最后到全固態(tài)。筆者認為，2020年前采用高鎳正極+準固態(tài)電解質+硅碳負極實現(xiàn)300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態(tài)電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現(xiàn)400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現(xiàn)500Wh/Kg。

可見，全固態(tài)電池已經成為動力鋰離子電池市場的下一個風口。固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池相比具有更高的能量密度，同時擁有更大的功率和更長的使用時間，是下一代鋰離子電池發(fā)展的大趨勢。