目前就總體來(lái)看，全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)要面對(duì)幾個(gè)挑戰(zhàn)，首先就是在電極層面的問(wèn)題，要如何滿(mǎn)足正負(fù)極和固體電解質(zhì)的離子傳輸，特別是解決循環(huán)過(guò)程中的問(wèn)題；其次就是循環(huán)過(guò)程中，正負(fù)極材料沒(méi)法像液體那樣一直保持很好的接觸；此外，金屬鋰電極的體積變化還有鋰固體的變化，都是研發(fā)團(tuán)隊(duì)要克服的問(wèn)題。

現(xiàn)階段，一些研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一系列的氧化物和硫化物的粉體、陶瓷片和融性膜，也已經(jīng)開(kāi)始供應(yīng)樣品并且供貨，但是假如要把這些固態(tài)電池量產(chǎn)化，還要進(jìn)一步的材料研究設(shè)計(jì)。作為一個(gè)過(guò)渡的技術(shù)，現(xiàn)在還有一種把固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)混合在一起的，含有少量的固體電解質(zhì)的電池，但是，嚴(yán)格點(diǎn)講，是不能算全固體的電解質(zhì)。固態(tài)鋰離子電池指電池電解質(zhì)部分采用固態(tài)材料的鋰二次電池。固態(tài)電池與傳統(tǒng)鋰離子電池不同在于固態(tài)電池以固態(tài)電解質(zhì)替代了傳統(tǒng)鋰離子電池的電解液、電解質(zhì)鹽、隔膜。

一直以來(lái)，安全性、能量密度和循環(huán)壽命是對(duì)動(dòng)力鋰電池的三大要求。由于固態(tài)電池在這三方面均具備優(yōu)于傳統(tǒng)鋰離子電池的潛力，因此也被視為下一代電池技術(shù)：

固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)一：安全性高，無(wú)自燃、爆炸風(fēng)險(xiǎn)。采用有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰離子電池，在過(guò)度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱，有自燃甚至爆炸的危險(xiǎn)。全固態(tài)鋰離子電池基于固態(tài)材料不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不存在漏液?jiǎn)栴}，且有望克服鋰枝晶現(xiàn)象。半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)電池仍存在一定的可燃風(fēng)險(xiǎn)，但安全性也較液態(tài)電解液電池提高。

固態(tài)鋰離子電池

固態(tài)電池優(yōu)點(diǎn)二：能量密度高，有望徹底解決電動(dòng)汽車(chē)?yán)锍探箲]。目前技術(shù)體系下鋰離子電池已經(jīng)接近性能極限，特斯拉NCA18650電芯能量密度達(dá)到250Wh/Kg，應(yīng)用于Model3的21700電芯能量密度約300Wh/Kg，支持的續(xù)航里程約400至500公里，仍無(wú)法徹底解決里程焦慮。

而關(guān)于固態(tài)電池而言，一方面固態(tài)電解質(zhì)無(wú)需隔膜與電解液，這兩部分在傳統(tǒng)鋰離子電池中加起來(lái)占據(jù)近40%的體積和25%的質(zhì)量，另一方面由于沒(méi)有漏液、腐蝕等問(wèn)題，可以簡(jiǎn)化電池外殼及冷卻系統(tǒng)模塊，進(jìn)一步減輕電池系統(tǒng)重量。此外，配套新的正負(fù)極材料可以使得電化學(xué)窗口達(dá)到5V以上，可以從根本上提高能量密度，有望達(dá)到500Wh/Kg，同等電池容量的情況下有望將續(xù)航里程提高到600至700公里。

此外，固態(tài)電池還具有循環(huán)壽命長(zhǎng)、工作溫度范圍寬、可快速充電等優(yōu)點(diǎn)。

按照電解質(zhì)材料的不同，固態(tài)電池可以分為聚合物、氧化物和硫化物三大體系。其中聚合物電解質(zhì)屬于有機(jī)電解質(zhì)，氧化物和硫化物屬于無(wú)機(jī)陶瓷電解質(zhì)。