固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質的電池。由于科學界認為鋰離子電池已經到達極限，固態(tài)電池于近年被視為可以繼承鋰離子電池地位的電池。固態(tài)鋰電池技術采用鋰、鈉制成的玻璃化合物為傳導物質，取代以往鋰電池的電解液，大大提升鋰電池的能量密度。

在固態(tài)離子學中，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。固態(tài)電池一般功率密度較低，能量密度較高。由于固態(tài)電池的功率重量比較高，所以它是電動汽車很理想的電池 。2030年，鋰離子電池將不再是電動汽車電池主流，但其在某些電子原件領域仍有一席之地。 [1] 據(jù)SNE Researchd的測算，2025年我國固態(tài)電池市場空間有望達30億元，2030年有望達到200億元。

近日，網(wǎng)傳消息稱，比亞迪全新研發(fā)的固態(tài)鋰電池在重慶生產即將裝車試驗，該項目由歐陽明高院士牽頭，另有三位院士顧問一同參與了比亞迪全固態(tài)鋰電池的研發(fā)工作，屬于標準的國家級重點項目。

那么什么是全固態(tài)電池，它又有什么優(yōu)點嗎?

顧名思義，固態(tài)電池就是將液態(tài)電池內部電解液全部更換為了固態(tài)電解質，質量能量密度可以由液態(tài)鋰電池的極限300Wh/kg增大為700Wh/kg，這就意味著同等體積下固態(tài)電池續(xù)航里程將大大提升。

此外，固態(tài)電池的充電速度也會得到飛躍式進步，10分鐘即可完成，而且由于沒有液態(tài)電解質，固體電池可以說是從真正意義上杜絕了自燃風險，所以綜合來看，固態(tài)電池一旦量產推廣，足以稱得上是顛覆性的創(chuàng)新。

據(jù)了解，比亞迪早在2016年以前就已經投入了固態(tài)鋰電池的研究工作，目前在國內的相關專利數(shù)處于領先，位居第一，它的兩種技術路線氧化物固態(tài)鋰電池及硫化物固態(tài)鋰電池均已完成生產，隨時可裝車試驗，下一步就是量產商業(yè)化運用了。

不止是比亞迪，同為電池巨頭的寧德時代也在緊鑼密鼓地研發(fā)固態(tài)鋰電池，預計在2030年實現(xiàn)固態(tài)鋰電池的商業(yè)化量產，此外其還全滿推進鈉離子、M3P、凝聚態(tài)、無鈷電池、無稀有金屬電池等電池技術布局。

美國麻省理工學院研究人員解釋了可充電鋰電池枝晶的形成原因以及如何防止其穿過電解液的方法。這一發(fā)現(xiàn)最終可能開啟一種新型可充電鋰電池的設計之門，這種電池比目前的版本更輕、更緊湊、更安全。

到目前為止，可充電鋰金屬電池的商業(yè)用途還很有限，其中一個原因是枝晶。枝晶可在鋰表面堆積，滲透到固體電解液中，最終從一個電極交叉到另一個電極，使電池短路。

麻省理工學院的早期研究發(fā)現(xiàn)，鋰離子固體電解質材料在電池充放電過程中來回穿梭，會導致電極的體積發(fā)生變化。這不可避免地在固體電解液中產生應力，它必須與夾在中間的兩個電極保持完全接觸?！盀榱顺练e這種金屬，就必須擴大體積，因為新的質量正在增加。因此，鋰電池一側的體積增加了。如果有哪怕是微小的缺陷存在，就將對這些缺陷產生壓力，從而導致開裂。”

研究團隊現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，這些壓力會導致裂縫，從而形成枝晶。事實證明，解決問題的辦法是以正確的方向和適當?shù)牧α渴┘訅毫Α?

之前，一些研究人員認為枝晶是由純電化學過程而非是機械過程形成的，但該團隊的實驗表明，導致問題的是機械應力。

電池枝晶的形成過程通常發(fā)生在不透明材料的深處，無法直接觀察到，因此研究人員開發(fā)了一種使用透明電解液制造薄電池的方法，可直接看到和記錄整個過程。

該團隊證明，他們只需施加和釋放壓力，就可直接控制枝晶的生長，使枝晶與力的方向完全一致。對固體電解質施加機械應力并不能消除枝晶的形成，但它確實可以控制它們的生長方向。這意味著可以引導它們與兩個電極保持平行，并防止它們穿過另一側，從而變得無害。

另一種方法是在材料中“摻雜”嵌入原子，使其變形并處于永久的應力狀態(tài)。實驗表明，150到200兆帕斯卡的壓力足以阻止枝晶穿過電解液。

近日，我們獲悉比亞迪全固態(tài)電池將在重慶工廠實驗裝車，該工廠同時也是刀片電池生產基地。另據(jù)了解，該項目由歐陽明高院士牽頭，另有三位院士顧問一同參與了比亞迪全固態(tài)鋰電池的研發(fā)工作，屬于標準的國家級重點項目。

資料顯示，固態(tài)電池在能量密度上更高，而且沒有液態(tài)電解液，自燃發(fā)生的幾率更低。

全固態(tài)電池目前有兩種技術路線，第一種氧化物固態(tài)電池，比亞迪早已經制成。性能方面與現(xiàn)在的液態(tài)電池差距不大，隨時可以投入量產裝機。此次比亞迪研發(fā)的第二種固態(tài)電池，是硫化物技術路線，性能方面取得了大幅提升，目前已經完成試生產并達到測試標準，隨時裝車。