固态电池 什么是固态电池？如何评价都说固态电池好，为何还没跨过技术这道坎？

　　　什么是固态电池？

　　固态电池，大多数消费电子产品或新能源汽车使用的锂离子电池有四个关键元素，即正极材料、负极材料、隔膜和液体电解质。电解质在阳极和阴极之间转移离子。如果电池充电速度过快，锂离子和电解液可能发生反应，形成枝晶或金属晶须，进而形成短路。此外，凝胶聚合物隔膜的失效也会造成电极短路，使得手机或新能源汽车的电池爆炸时有所闻。想要了解更多可以看下石墨烯电池的未来前景

　　使用电解质的电池可以称为液体电池，而固体电池顾名思义是就是以固体材料来代替现有锂离子电池中使用的液体成分。

　　简单来说，固态电池有三个优点：不漏液，损坏或刺破也不会爆炸或起火，所以高安全性是第一个也是最大的优点。第二个是高能量密度。业内人士认为，固态电池的密度和结构可以使更多的带电离子聚集在一端，传导更多的电流，提高电池容量，使能量密度可以提高到400Wh/kg以上，优于一般的锂电池

　　第三个是轻薄以及可挠曲性的潜力。在使用电解质的传统锂电池中，必须在阴极和阳极之间添加隔膜以防止短路。一般来说，隔膜的厚度约为20-30微米，而固体电池不需要隔膜，固体电解质的厚度约为3-4微米，因此厚度比传统电池薄得多，从而使电子产品或汽车在设计或空间利用上取得更大的效益。

　　固态电池领域有不同的技术路线，其可挠曲性也符合目前可折叠屏幕手机、穿戴装置的需求。目前，许多运营商投入的材料包括固体聚合物、硫化物、氧化物、薄膜等。例如，分别由戴森和苹果收购的固态电池厂Sakti3和Infinite Power Solutions主要是薄膜，但制造工艺复杂，大规模生产困难。此前，市场上有报道称，戴森和苹果有意放弃，因此目前的发展形势并不明朗。丰田， 松下， 三星， 宝马和宁德时代把硫化物电解质，而辉能和索尼侧重于氧化物。

　　自2012年以来，苹果一直积极为布局的固态电池和充电技术申请专利，并于2013年收购了无限电源解决方案公司。近两三年来，布局固态电池的消息已经浮出水面，比如丰田宣布将在2022年出售装有固态电池的电动汽车。此外，大众汽车还投资了由《麻省理工科技评论》 TR35年轻企业家贾格迪普辛格创立的固态电池初创公司QuantumScape。去年6月，它增加了投资，并赢得了QuantumScape的一名董事。预计在2025年建立固态锂电池产线。

　　过去电池大国日本，纷纷抛弃锂电池，将研究重点转向固态电池，日本科技促进局（JST）和日本新能源产业科技发展局（NEDO）积极推动。这些发展让外界开始关注这项技术。

　　怎么说固态电池好，为什么还没跨过技术坎？

　　传统的锂电池是由正极、隔膜和负极组成，然后充入电解液。固体锂电池，顾名思义，就是用固体电解质代替隔膜和电解质。与传统锂电池相比，固态电池具有能量密度高、安全性高、薄膜柔韧等优点，但固态电池无法商业化主要有两个原因：

　　固体电解质可大致分为三类：无机电解质、固态聚合物电解质（SPE，Solid Polymer Electrolyte）、复合电解质

　　低导电性，即电子通过的低效率，和高界面阻抗，即高电阻和正负电极与隔膜之间接触不良。目前最好的解决办法是找到合适的电解液，使其结构既能使锂离子顺利通过，又能解决接触问题。但问题是这种电解液现在成本相当高（利用现有技术制造给手机供电的固态电池成本高达6万元），还没有推广到商业使用。至于未来，随着生产技术的成熟，甚至找到更便宜的材料，成本会降低，商业用途会普及。