固态电池是什么，和传统锂电有什么不一样？

2021-02-23 09:21

来源： OFweek锂电网

固态电池是一种电池科技。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。

由于科学界认为锂离子电池已经到达极限，固态电池于近年被视为可以继承锂离子电池地位的电池。

固态锂电池技术采用锂、钠等制成的玻璃化合物为传导物质，取代以往锂电池的电解液，大大提升锂电池的能量密度，其能量密度是锂离子电池的2倍。

市场预计，2021年固态电池技术研发有望取得突破性进展，在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂离子电池技术。

至2030年，固态电池将是电动汽车电池的主流，锂离子电池将不再是电动汽车电池的主流，但锂离子电池在某些电子原件领域仍有一席之地。

相较传统锂离子电池，固态电池具有四大优势。

优势一是轻。使用了全固态电解质后，锂离子电池的适用材料体系也会发生改变，其中核心的一点就是可以不必使用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，这样可以明显减轻负极材料的用量，使得整个电池的能量密度有明显提高。

优势二是薄。传统锂离子电池中，需要使用隔膜和电解液，它们加起来占据了电池中近40％的体积和25％的质量。而如果把它们用固态电解质取代（主要有有机和无机陶瓷材料两个体系），正负极之间的距离（传统上由隔膜电解液填充，现在由固态电解质填充）可以缩短到甚至只有几到十几个微米，这样电池的厚度就能大大地降低——因此全固态电池技术是电池小型化，薄膜化的必经之路。

优势三是柔性化的前景。即使是脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米级以下后经常是可以弯曲的，材料会变得有柔性。相应的，全固态电池在轻薄化后柔性程度也会有明显的提高，通过使用适当的封装材料（不能是刚性的外壳），制成的电池可以经受几百到几千次的弯曲而保证性能基本不衰减。

优势四是更安全。传统锂电池可能发生以下危险：（1）在大电流下工作有可能出现锂枝晶，从而刺破隔膜导致短路破坏（2）电解液为有机液体，在高温下发生副反应、氧化分解、产生气体、发生燃烧的倾向都会加剧。采用全固态电池技术，以上两点问题就可以直接得到解决。

不过，固态电池虽然将实现电解质全固态及负极金属锂的蜕变，但电导率，安全性，稳定性及高成本等问题仍需解决。

总的说来，固态电池技术路线逐步发展之际，高镍正极，碳酸锂，硅碳负极等领域企业将因固态电池而产生新机遇，而电解液及隔膜企业将因此产生冲击。