你知道固态电池技术大突破对锂电产业有哪些影响吗？

随着全球多样化的发展，我们的生活也在不断变化着，包括我们接触的各种各样的电子产品，那么你一定不知道这些产品的一些组成，比如固态电池。

固态电池公司如雨后春笋般出现在国内外。 许多世界知名的汽车公司在2017年宣布，所有固态锂离子电池将在2020年至2025年间量产并投放汽车。 许多研究人员和公司认为，相对于锂硫，锂空气，铝，镁电池和不存在的石墨烯电池，全固态金属锂离子电池是替代现有高能电池的最有可能的候选者。 高密度锂离子电池技术，其能量密度预计为现有锂离子电池的2至5倍，循环性和使用寿命更长，倍率性能更高。

固态锂电池被当成是下一个风口，在全球多位顶级专家学者，数家科研机构、企业，以及大量涌入的研发资金支撑下，围绕着固态锂电池这一战略制高点，从技术专利到实验量产，展开了一场攻坚战。

采用固态电解质，有可能部分解决这些问题。例如，采用PEO-LITFSI的软包电芯，直接使用金属锂箔作为负极(实际上该电池正极也供应锂源)，采用磷酸铁锂正极，能量密度可以达到190～220W·h/kg，高于目前液态电解质磷酸铁锂的锂离子电池150～180W·h/kg的水平。

全固态与半固态电池可能在倍率性能、成本等方面竞争力不强，产业化仍需时日。全固态与半固态电池在理论上仍有较多问题尚未解决，一个是常温下固体电解质的锂离子电导率低，另一个是固体电解质与电极材料之间的固相界面阻抗大。

液体电解质电池的能量密度可以高达300Wh / kg，但认为不可能超过500Wh / kg。在使用全固态电解质之后，电池不需要使用嵌入锂的石墨阳极，而直接使用金属锂作为阳极，这可以大大减少阳极材料的数量，并显着提高整个电池的能量密度。固态电池研发可以提供的能量密度基本可以达到300-400Wh / kg。
如果能够成功开发出全固态电池，则可以改善其高温安全性和热失控行为，从而简化或消除散热系统，并优化热管理系统；内部串的设计也可以用来进一步节省设置。流体的重量与能量密度相同的液体电解质电池有关，系统的能量密度会更高，并且能量密度的减小比例系统的全固态电解质电池应更低。
与液体电解质相比，用于半固体电池的固体液体电解质具有改善的安全性能。然而，通常，固体材料的离子电导率低于液体的离子电导率。因此，固液电解质的锂离子传导性可能降低。速率性能下降。另外，由于诸如材料系统的更新和生产过程的低成熟度之类的因素，新技术可能需要一些时间来降低成本。
液体电解质易燃易爆，在充电过程中锂枝晶的生长很容易刺穿隔膜，导致电池短路，并构成安全隐患。固体电解质可以抑制锂枝晶，不易燃烧，不易爆炸，不存在电解质泄漏，并且在高温下不会引起副反应，这意味着它不会因为锂的出现而刺穿隔膜。在高电流下会产生树枝状。短路，高温下没有副反应，没有气体产生引起的燃烧，因此，安全性被认为是固态电池开发的最基本的驱动力之一。
显然，全固态锂离子电池是否真正解决了锂离子电池的本质安全性，还需要更广泛，更深入的研究和数据积累。现在得出结论，全固态锂离子电池和全固态金属锂离子电池在整个生命周期内的安全性将明显优于优化的液体电解质锂离子电池，以及基于不同固态电解质的全固态锂离子电池电池在安全性方面也可能存在显着差异，这需要系统研究。
固体电解质的整体低电导率导致整体的低倍率性能，大的内部电阻，缓慢的充电速度以及整体的高成本。如果固态电池要在传统市场上与普通锂离子电池竞争，它们将不会有太多优势。因此，在差异化市场中使用具有高安全性，高温稳定性，可能的柔韧性和其他多功能特性的固态电池与传统锂离子电池竞争，可能是固态电池在中国的有希望的市场突破。成为不久的将来的方向。

在研究设计过程中，一定会有这样或着那样的问题，这就需要我们的科研工作者在设计过程中不断总结经验，这样才能促进产品的不断革新。