目前電動(dòng)車、儲(chǔ)能系統(tǒng)使用的大多是鋰離子電池，雖然它們能量密度高、充電速度快，卻有安全性等問題。因此，產(chǎn)業(yè)界正積極開發(fā)固態(tài)電池，期待它能取代傳統(tǒng)的鋰離子電池。

什么是固態(tài)電池？

固態(tài)電池是一種電池科技。與現(xiàn)今普遍使用的鋰離子電池和鋰離子聚合物電池不同的是，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解質(zhì)的電池。

在固態(tài)離子學(xué)中，固態(tài)電池是一種使用固體電極和固體電解液的電池。固態(tài)電池一般功率密度較低，能量密度較高。由于固態(tài)電池的功率重量比較高，所以它是電動(dòng)汽車很理想的電池 。

什么是鋰離子電池？

鋰離子電池是一種二次電池（充電電池），它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動(dòng)來工作。在充放電過程中，Li+ 在兩個(gè)電極之間往返嵌入和脫嵌：充電時(shí)，Li+從正極脫嵌，經(jīng)過電解質(zhì)嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)；放電時(shí)則相反。

鋰離子電池由日本索尼公司于1990年最先開發(fā)成功。它是把鋰離子嵌入碳（石油焦炭和石墨）中形成負(fù)極（傳統(tǒng)鋰電池用鋰或鋰合金作負(fù)極）。正極材料常用LixCoO2 ，也用 LixNiO2 ，和LixMnO4 ，電解液用LiPF6+二乙烯碳酸酯（EC）+二甲基碳酸酯（DMC）。

固態(tài)電池和鋰離子電池有什么差別？

固態(tài)電池與鋰離子電池的主要差異在電解質(zhì)。鋰離子的電解質(zhì)是液態(tài)的，以凝膠體、聚合物的形式存在，讓電池的重量難以下降。此外，單一鋰電池組的能量不高，因此必須將多個(gè)電池組串聯(lián)，讓重量進(jìn)一步增加。工程、制造與安裝電池組的成本占電動(dòng)車整體成本很大的比例。

除了重量問題，電解質(zhì)也具有可燃性，在高溫下不穩(wěn)定，有熱失控的問題，若發(fā)生車禍，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重火災(zāi)。電解質(zhì)在低溫也容易凍結(jié)，降低電池的續(xù)航力。另外，電解質(zhì)會(huì)腐蝕電池的內(nèi)部組件，充放電的過程也會(huì)產(chǎn)生晶枝（dendrites），降低電池的容量、性能與壽命。

固態(tài)電池內(nèi)部沒有沉重的液態(tài)電解質(zhì)，而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電池的整體結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)鋰離子電池相似，充放電方式也大同小異，但因?yàn)闆]有液體，所以電池內(nèi)部更緊密，體積更小，能量密度增加。若將電動(dòng)車內(nèi)的鋰離子電池改用同樣體積的固態(tài)電池取代，電容量理論上可以提升2 倍以上。

而且固態(tài)鋰電池的重量較輕，也不需要鋰離子電池的監(jiān)測(cè)、冷卻和保溫系統(tǒng)，底盤能空出更多空間放置電池，讓電動(dòng)車?yán)m(xù)航力大增。

另外，固態(tài)電池的充電速度比鋰離子電池快，也沒有腐蝕性的問題，壽命更長(zhǎng)。關(guān)于工作溫度，固態(tài)電池具有熱穩(wěn)定性，也不會(huì)在低溫凍結(jié)，對(duì)生活在中高緯度的使用者，這能確保電動(dòng)車的續(xù)航力。

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