什么是固態(tài)電池?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品，那么你一定不知道這些產品的一些組成，比如固態(tài)電池。

固態(tài)電池公司如雨后春筍般出現在國內外。許多世界知名的汽車公司在2017年宣布，所有固態(tài)鋰電池將在2020年至2025年間量產并投放汽車。許多研究人員和公司認為，與鋰硫，鋰空氣，鋁，鎂電池和不存在的石墨烯電池相比，所有固態(tài)金屬鋰電池都是取代現有高能量密度鋰離子的最有可能的候選技術。電池的能量密度預計為現有鋰離子電池的2至5倍，具有更長的循環(huán)性和使用壽命，更高的倍率性能，并可能從根本上解決現有液體電解質鋰離子電池的安全性問題。

全固態(tài)鋰電池是一種使用固態(tài)電極材料和固態(tài)電解質材料且不含任何液體的鋰電池。它主要包括全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰電池。不同之處在于前者的負極不包含金屬鋰，而后者的負極為鋰金屬。在當前的各種新電池系統中，固態(tài)電池使用新的固體電解質來替代當前的有機電解質和隔膜，這些有機電解質和隔膜具有高安全性，高體積能量密度，并且可與不同的新高比能量電極系統兼容(例如鋰硫系統，金屬-空氣系統等)具有廣泛的適應性。

QuantumScapehas一直在研究固體電解質大約十年。此前，該項目是從斯坦福大學的實驗室中剝離出來的，并獲得了美國能源部的一些資助。 QuantumScape表示，與傳統鋰離子電池相比，其固態(tài)電池將使電動汽車的續(xù)航里程增加80%。此外，經過800個充電周期，仍然可以保持80%以上的容量。在安全方面，固態(tài)電池沒有著火的危險。體積能量密度將超過每升1,000瓦時，幾乎是商用鋰離子電池組密度的兩倍。

當然，在液體電解質電池中，并非液體電解質所占據的全部體積都參與有效的離子傳輸。從理論上講，如果具有高離子電導率的固體電解質能夠以超薄膜的形式生長在活性顆粒的表面上，則電池中固體電解質的體積比例也可能低于液體電解質電池的比例。有必要開發(fā)新材料和新制造工藝，并深入研究離子傳輸通道和傳輸特性，以確定它們是否可以滿足應用要求。沒有相關的報告。

傳統鋰離子電池采用有機液體電解液，在過度充電、內部短路等異常的情況下，電池容易發(fā)熱，造成電解液氣脹、自燃甚至爆炸，存在嚴重的安全隱患。而很多無機固態(tài)電解質材料不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液問題，聚合物固體電解質相比于含有可燃溶劑的液態(tài)電解液，電池安全性也大幅提高。

采用固態(tài)電解質，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極(實際上該電池正極也提供鋰源)，采用磷酸鐵鋰正極，能量密度可以達到190～220 W·h/kg，高于目前液態(tài)電解質磷酸鐵鋰的鋰離子電池150～180 W·h/kg的水平。

固體鋰電池的負極可以是金屬鋰，電池能量密度有望達到300?400Wh / kg甚至更高。其電化學穩(wěn)定性窗口可以達到5V以上，可以匹配高壓電極材料，進一步提高質量能密度。沒有液體電解質，隔膜減少了電池的重量，壓縮了電池的內部空間，并增加了體積能量密度。提高了安全性，簡化了電池殼和冷卻系統模塊，提高了系統能量密度。

目前，固態(tài)電池有兩個研究和開發(fā)方向。一種是鋰離子電池的固態(tài)化。在這個方向上其他行業(yè)也有成熟的解決方案，但是鋰電池的接枝需要二次研究和開發(fā)。國外生產固體電解質的公司很少，而在中國則沒有，這在一定程度上限制了固態(tài)電池的研究和發(fā)展。長期以來一直由國內大學和研究機構進行采樣，但大多數仍處于能量比達到標準的水平，并且循環(huán)次數只有幾百次。本文只能使您對固態(tài)電池有一個初步的了解。這對您入門很有幫助。同時，您需要繼續(xù)進行總結，以便提高您的專業(yè)技能。也歡迎您討論本文中的一些知識點。