全固態(tài)或固態(tài)鋰電池是什么，它的潛在優(yōu)勢分析

（文章來(lái)源：鋰電池UPS）

隨著(zhù)全固態(tài)鋰電池的推廣，各種“全固態(tài)”或“固態(tài)”鋰電池的概念層出不窮。解決鋰電池安全性能的重要任務(wù)，就這樣落到了全固態(tài)鋰電池的肩上。

為了獲得與基于液體電解質(zhì)的鋰電池相當的能量密度，固體電解質(zhì)需要具有高離子電導率、力學(xué)強度好、不可燃、化學(xué)穩定性等特性。在動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)，全固態(tài)電池是近兩年來(lái)炙手可熱的話(huà)題。盡管對于全固態(tài)鋰電池的未來(lái)還存在著(zhù)爭論，但從各電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)商和動(dòng)力電池供應商的投資動(dòng)作來(lái)看，全固態(tài)電池應該是未來(lái)5~10年的主流方向。

固態(tài)鋰電池：一些研究人員將固體電解質(zhì)和少量液體電解質(zhì)的高質(zhì)量或體積比的電池稱(chēng)為“固態(tài)電池”。全固態(tài)鋰電池：電池由固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)數據組成。在工作溫度范圍內，電池不含任何質(zhì)量和體積分數的液體電解質(zhì)。

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

本質(zhì)上，固態(tài)電池的原理和“傳統”的鋰電池是相同的，都是靠著(zhù)鋰離子在電池的正負兩極之間穿梭往來(lái)，實(shí)現充放電的功能。不同的是，固態(tài)電池中的電解質(zhì)是固態(tài)的，而傳統鋰電池的電解質(zhì)是液態(tài)的。

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

全固態(tài)鋰電池的潛在優(yōu)勢，高安全性能：固體電解質(zhì)替代可燃液體電解質(zhì)，固體電解質(zhì)有望克服鋰枝晶的出現；高能量密度：負極可為金屬鋰負極；循環(huán)壽命長(cháng)：可防止液體電解質(zhì)充放電過(guò)程中固體電解質(zhì)界面膜的形成和生長(cháng)；電化學(xué)窗寬：可達5V，適用于高壓正電極數據；回收方便：無(wú)廢液，處理相對簡(jiǎn)單。

總體來(lái)看固態(tài)電池的發(fā)展，電解質(zhì)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(zhì)+硅碳負極實(shí)現300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態(tài)電解質(zhì)+硅碳/鋰金屬負極電池實(shí)現400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實(shí)現500Wh/Kg。

可見(jiàn)，全固態(tài)電池已經(jīng)成為動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)的下一個(gè)風(fēng)口。固態(tài)電池與傳統鋰電池相比具有更高的能量密度，同時(shí)擁有更大的功率和更長(cháng)的使用時(shí)間，是下一代鋰電池發(fā)展的大趨勢。
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