前段時(shí)間，國(guó)外媒體發(fā)布了一條消息，電動(dòng)汽車Fisker申請(qǐng)了一個(gè)固態(tài)鋰電池專利，最高續(xù)航800公里，充電只要1分鐘。這無(wú)疑是新能源行業(yè)的巨大突破，這對(duì)于電動(dòng)車的推廣和普及有重大的意義。

什么是全固態(tài)電池？

如果通俗地講，全固態(tài)電池就是里面沒(méi)有氣體、沒(méi)有液體，所有材料都以固態(tài)形式存在的電池。

固態(tài)電池有哪些優(yōu)勢(shì)？

1、能量密度高

使用了全固態(tài)電解質(zhì)后，鋰離子電池的適用材料體系也會(huì)發(fā)生改變，其中核心的一點(diǎn)就是可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極，這樣可以明顯減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。

全固態(tài)電池相比于一般鋰離子電池，能量密度可以有一個(gè)較大幅度的提升：現(xiàn)在許多實(shí)驗(yàn)室中，都已經(jīng)可以小規(guī)模批量試制出能量密度為300—400Wh/kg的全固態(tài)電池。

2、體積小

隨著能量密度的提升，電池的體積會(huì)越來(lái)越小。傳統(tǒng)鋰離子電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來(lái)占據(jù)了電池中近40%的體積和25%的質(zhì)量。而如果把它們用固態(tài)電解質(zhì)取代（主要有有機(jī)和無(wú)機(jī)陶瓷材料兩個(gè)體系），正負(fù)極之間的距離（傳統(tǒng)上由隔膜電解液填充，現(xiàn)在由固態(tài)電解質(zhì)填充）可以縮短到甚至只有幾到十幾個(gè)微米，這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態(tài)電池技術(shù)是電池小型化，薄膜化的必經(jīng)之路。

3、安全性

固態(tài)鋰電池的工作溫度范圍更大，即使因?yàn)榫植堪l(fā)生短路，只是聚合物熔化，熔化以后成為絕緣體。如果發(fā)生熱失控，把電池溫度升高了，金屬鋰因?yàn)槿刍瘻囟仁?80度，即使到了180度，鋰被熔化以后，在做電芯留一個(gè)空間，金屬鋰可以到預(yù)留的地方去。

就算是最嚴(yán)苛的穿刺試驗(yàn)，也沒(méi)有超過(guò)鋰電池的熱失控溫度。

4、柔性化的前景

全固態(tài)電池可以經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的優(yōu)化，變成柔性電池，通過(guò)使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料，制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。實(shí)際上，以各種可穿戴設(shè)備為代表的柔性電子器件是下一代電子產(chǎn)品發(fā)展的重要方向，而這就要求該產(chǎn)品中的元件同樣需要具有柔性。不僅如此，功能化的全固態(tài)電池潛力遠(yuǎn)不只以上的柔性電池，經(jīng)過(guò)電池材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以制成透明電池，或者是拉伸幅度可達(dá)300%的可拉伸電池。

豐田、松下、三星、三菱以及國(guó)內(nèi)的寧德時(shí)代等電池行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)都已經(jīng)積極布局固態(tài)電池的儲(chǔ)備研發(fā)。相對(duì)而言，技術(shù)成熟度較高、技術(shù)沉淀較深的當(dāng)屬法國(guó)的Bolloré、美國(guó)Sakti3和日本豐田。這三家也分別代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固態(tài)電解質(zhì)的典型技術(shù)開發(fā)方向。