隨著全球多樣化的發(fā)展，我們的生活也在不斷變化著，包括我們接觸的各種各樣的電子產(chǎn)品，那么你一定不知道這些產(chǎn)品的一些組成，比如固態(tài)電池。

固態(tài)電池公司如雨后春筍般出現(xiàn)在國內(nèi)外。 許多世界知名的汽車公司在2017年宣布，所有固態(tài)鋰離子電池將在2020年至2025年間量產(chǎn)并投放汽車。 許多研究人員和公司認(rèn)為，相對(duì)于鋰硫，鋰空氣，鋁，鎂電池和不存在的石墨烯電池，全固態(tài)金屬鋰離子電池是替代現(xiàn)有高能電池的最有可能的候選者。 高密度鋰離子電池技術(shù)，其能量密度預(yù)計(jì)為現(xiàn)有鋰離子電池的2至5倍，循環(huán)性和使用壽命更長，倍率性能更高。

固態(tài)鋰電池被當(dāng)成是下一個(gè)風(fēng)口，在全球多位頂級(jí)專家學(xué)者，數(shù)家科研機(jī)構(gòu)、企業(yè)，以及大量涌入的研發(fā)資金支撐下，圍繞著固態(tài)鋰電池這一戰(zhàn)略制高點(diǎn)，從技術(shù)專利到實(shí)驗(yàn)量產(chǎn)，展開了一場(chǎng)攻堅(jiān)戰(zhàn)。

采用固態(tài)電解質(zhì)，有可能部分解決這些問題。例如，采用PEO-LITFSI的軟包電芯，直接使用金屬鋰箔作為負(fù)極(實(shí)際上該電池正極也供應(yīng)鋰源)，采用磷酸鐵鋰正極，能量密度可以達(dá)到190～220W·h/kg，高于目前液態(tài)電解質(zhì)磷酸鐵鋰的鋰離子電池150～180W·h/kg的水平。

全固態(tài)與半固態(tài)電池可能在倍率性能、成本等方面競爭力不強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)化仍需時(shí)日。全固態(tài)與半固態(tài)電池在理論上仍有較多問題尚未解決，一個(gè)是常溫下固體電解質(zhì)的鋰離子電導(dǎo)率低，另一個(gè)是固體電解質(zhì)與電極材料之間的固相界面阻抗大。

液體電解質(zhì)電池的能量密度可以高達(dá)300Wh / kg，但認(rèn)為不可能超過500Wh / kg。在使用全固態(tài)電解質(zhì)之后，電池不需要使用嵌入鋰的石墨陽極，而直接使用金屬鋰作為陽極，這可以大大減少陽極材料的數(shù)量，并顯著提高整個(gè)電池的能量密度。固態(tài)電池研發(fā)可以提供的能量密度基本可以達(dá)到300-400Wh / kg。
如果能夠成功開發(fā)出全固態(tài)電池，則可以改善其高溫安全性和熱失控行為，從而簡化或消除散熱系統(tǒng)，并優(yōu)化熱管理系統(tǒng)；內(nèi)部串的設(shè)計(jì)也可以用來進(jìn)一步節(jié)省設(shè)置。流體的重量與能量密度相同的液體電解質(zhì)電池有關(guān)，系統(tǒng)的能量密度會(huì)更高，并且能量密度的減小比例系統(tǒng)的全固態(tài)電解質(zhì)電池應(yīng)更低。
與液體電解質(zhì)相比，用于半固體電池的固體液體電解質(zhì)具有改善的安全性能。然而，通常，固體材料的離子電導(dǎo)率低于液體的離子電導(dǎo)率。因此，固液電解質(zhì)的鋰離子傳導(dǎo)性可能降低。速率性能下降。另外，由于諸如材料系統(tǒng)的更新和生產(chǎn)過程的低成熟度之類的因素，新技術(shù)可能需要一些時(shí)間來降低成本。
液體電解質(zhì)易燃易爆，在充電過程中鋰枝晶的生長很容易刺穿隔膜，導(dǎo)致電池短路，并構(gòu)成安全隱患。固體電解質(zhì)可以抑制鋰枝晶，不易燃燒，不易爆炸，不存在電解質(zhì)泄漏，并且在高溫下不會(huì)引起副反應(yīng)，這意味著它不會(huì)因?yàn)殇嚨某霈F(xiàn)而刺穿隔膜。在高電流下會(huì)產(chǎn)生樹枝狀。短路，高溫下沒有副反應(yīng)，沒有氣體產(chǎn)生引起的燃燒，因此，安全性被認(rèn)為是固態(tài)電池開發(fā)的最基本的驅(qū)動(dòng)力之一。
顯然，全固態(tài)鋰離子電池是否真正解決了鋰離子電池的本質(zhì)安全性，還需要更廣泛，更深入的研究和數(shù)據(jù)積累。現(xiàn)在得出結(jié)論，全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰離子電池在整個(gè)生命周期內(nèi)的安全性將明顯優(yōu)于優(yōu)化的液體電解質(zhì)鋰離子電池，以及基于不同固態(tài)電解質(zhì)的全固態(tài)鋰離子電池電池在安全性方面也可能存在顯著差異，這需要系統(tǒng)研究。
固體電解質(zhì)的整體低電導(dǎo)率導(dǎo)致整體的低倍率性能，大的內(nèi)部電阻，緩慢的充電速度以及整體的高成本。如果固態(tài)電池要在傳統(tǒng)市場(chǎng)上與普通鋰離子電池競爭，它們將不會(huì)有太多優(yōu)勢(shì)。因此，在差異化市場(chǎng)中使用具有高安全性，高溫穩(wěn)定性，可能的柔韌性和其他多功能特性的固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池競爭，可能是固態(tài)電池在中國的有希望的市場(chǎng)突破。成為不久的將來的方向。

在研究設(shè)計(jì)過程中，一定會(huì)有這樣或著那樣的問題，這就需要我們的科研工作者在設(shè)計(jì)過程中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，這樣才能促進(jìn)產(chǎn)品的不斷革新。