更小、更輕，半固態電池能否在智能儲能電源中煥發生機

電子發燒友網報道（文/黃山明）隨著人們對電池性能要求的不斷提高，傳統的液態電池逐漸暴露出一些問題和局限性，例如能量密度低、充電速度慢、易燃易爆等。而半固態電池作為一種新型的儲能技術，相對于傳統液態電池具有更高的能量密度、更快的充電速度、更安全可靠等優點。尤其部分企業已經將半固態電池應用在了智能儲能電源當中，這或許意味著半固態電池正逐漸走向市場。

半固態電池的優勢

半固態電池是一種新型的鋰電池，其工作原理與傳統的液態電池不同。在半固態電池中，電解質是半固態的，也就是固態電解質超過50%，但未達到100%。這意味著半固態電池延續了液態鋰離子電池的正負極和隔膜等材料，但電解液采用了固液混合物的方案。

與之相對的是固態電池，該電池使用固體電極和固體電解質，主要分為聚合物、氧化物與硫化物三類。它具有不可燃、耐高溫、無腐蝕、不揮發的特性，并且全固態電池完全使用固態電解質替代電解液。

盡管全固態相比半固態電池性能更好，但目前還面臨著一些問題。比如固態電池的制造需要解決固態電解質和電極之間的界面阻抗問題，保證電解質和電極之間的良好接觸，這需要先進的制備工藝和控制技術。

同時，固態電池的穩定性要求非常高，因為固態電解質不會像液態電解質那樣流動和彌散，因此需要采取特殊的設計和控制方法來保證電池的穩定性。此外，固態電池的能量密度和充電速度也需要進一步提高。

因此，現階段半固態電池相對于全固態電池具有更明顯的優勢。由于半固態電池仍然使用液態電解質，其制備工藝和裝備與傳統的液態鋰電池大部分通用，因此可以沿用傳統的鋰離子電池工藝與裝備技術，降低了制造成本。其次，半固態電池可以提高安全性，因為半固態電池中的液態電解質含量較少，不易發生泄漏和燃燒等問題。

因此，為了克服固態電池制造中的技術和穩定性問題，先制造出半固態電池作為過渡，是一種更為實際和可行的方案。它既繼承了液態鋰離子電池的部分工藝，又引入了固態電池的一些特性，比如提高了安全性和能量密度。同時，由于其制造工藝與液態鋰離子電池相似，因此在商業化生產方面更容易實現。而想要實現全固態電池，可能還需要5年。

半固態電池在智能儲能電源中的應用

由于性能上的優勢，半固態電池在智能儲能電源領域有著廣泛的應用前景。由于其高能量密度、長壽命、快速充電和安全可靠的優點，半固態電池可以解決傳統液態電池存在的能量密度低、充電速度慢、易燃易爆等問題。

半固態儲能電池結合了可充電電池的高能量密度和液流電池設計靈活的優點，是一種新型電化學儲能技術。因此，它被廣泛應用于電動汽車、無人機、太陽能儲能、智能電網等領域。

比如在太陽能儲能方面，半固態電池由于其高能量密度和長循環壽命，可以有效儲存太陽能并在需要時釋放出來，提高太陽能的使用效率。對于智能電網，半固態電池的高安全性和功率/容量解耦特性使其成為理想的儲能設備，有助于穩定電網運行并提高能源利用效率。

并且半固態電池的成本相對較低，因此在智能儲能電源的商業化應用中也具有優勢。通過大規模生產和應用，半固態電池的成本還有望進一步降低，從而進一步推動其在智能儲能電源領域的應用。

其次，由于半固態電池的設計允許正負極之間的距離大大縮短，甚至只有幾到十幾個微米。這一點是因為半固態電池取代了傳統鋰電池中隔膜和電解液的使用，而這兩者占據了鋰電池近40%的體積和25%的質量。因此，半固態電池技術是電池小型化，薄膜化的必經之路。

這也讓半固態電池應用在家用儲能電池上優勢明顯，可以極大減輕家用儲能電池的重量與體積。從目前的數據來看，通常2度電的的移動儲能電池可以重達20-30kg，但選擇使用半固態電池，可以將重量控制在20kg以內，體積上減少三分之一，至少在搬運的時候方便許多。

小結

半固態電池作為一種新型的儲能技術，目前已經看到部分廠商將其應用在儲能電源當中，并且有了明顯的效果。不過目前的問題在于半固態電池在成本上相比普通電池仍然昂貴，但隨著技術的發展以及新型材料的出現，這些問題都將得以解決。