固態電池有什么優點

目前，動力鋰電池全球化競爭日益激烈，雖然我國公司在本輪競爭中占據了市場規模優勢，但歐美、日韓等公司已經在為下一階段做布局，是潛在的強大競爭者。有不少專家呼吁建議，應該關注固體電池發展的問題。盡管目前固態電池還多處于試驗階段，離走向產業化還有一按時間。但為了搶占未來發展的制高點，各公司對固態電池的研發已快馬加鞭，市場需求或推動固態電池量產提前。

按照《我國制造2025》確定的技術目標，2020年鋰離子電池能量密度到300Wh/kg，2025年能量密度達到400Wh/kg，2030年能量密度達到500Wh/kg。但是基于高鎳三元+硅碳負極材料，現有體系的鋰離子電池的能量密度很難突破300Wh/kg。而固態鋰離子電池的能量密度大約為傳統鋰離子電池的2.53倍，且杜絕了電池破裂或高溫等意外帶來的燃燒隱患。

全固態鋰離子電池具有極高的安全性，其固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現象，搭載全固態鋰離子電池的汽車的自燃概率會大大降低。

電解質材料是全固態鋰離子電池技術的核心，目前固態電解質的研究重要集中在三大類材料：聚合物、氧化物和硫化物。聚合物高溫性能好，已經有商業化的應用案例；氧化物循環性能良好，適用于薄膜柔性結構；硫化物電導率最高，是未來重要方向。

既然固態電池有這么多優點，為何沒有大力推廣呢？這是因為固態電解質具有高的電阻，在功率密度方面還存在一些待解決的問題，要從固態電解質、正負極材料上著手。電導率、電池倍率、電池制備效率、成本控制方面都存在不小的挑戰，一旦這些問題能夠有效解決，必將在未來掀起一場新的電池革命。

總體來看固態電池的發展，電解質可能遵循從液態、半固態、固液混合到固態的路徑發展，最后到全固態。筆者認為，2020年前采用高鎳正極+準固態電解質+硅碳負極實現300Wh/Kg，2025年前采用富鋰正極+全固態電解質+硅碳/鋰金屬負極電池實現400Wh/Kg，2030年前燃料/鋰硫/空氣電池實現500Wh/Kg。