現(xiàn)在，我國新能源轎車廠商選用的電池系統(tǒng)首要有三元資料/石墨系統(tǒng)，磷酸鐵鋰/石墨系統(tǒng)和三元/鈦酸鋰系統(tǒng)電池三種。選用三元電池的代表車企有吉利、長安、北汽、上汽、江淮等公司，選用磷酸鐵鋰電池的代表車企是比亞迪，三元/鈦酸鋰電池的車企則是珠海銀隆。

2017年3月份，國家工信部等四部委聯(lián)合公布《促進(jìn)轎車動力電池開展舉動計(jì)劃》，指出到2020年，要求新式鋰離子動力申池單體比能量逾越300Wh/ Kg；系統(tǒng)比能量力求到達(dá)260 Wh/Kg。

依據(jù)三種電池的原資料自身性質(zhì)進(jìn)行判別，單體比能量逾越300Wh/Kg對磷酸鐵鋰和鈦酸鋰電池來說是無法到達(dá)的，現(xiàn)在只要三元資料可以到達(dá)這樣的要求。以上是三種鋰電池資料系統(tǒng)的比較，三元電池雖以能量密度逾越其他電池，可是其選用的是液態(tài)電解質(zhì)，存在較大的安全隱患。業(yè)界關(guān)于固態(tài)電解質(zhì)可以處理鋰電池安全問題保持一致的觀點(diǎn)。

固態(tài)電池并不是一個新穎的概念，早在2012年蘋果公司就現(xiàn)已對固態(tài)電池開端了專利布局。固態(tài)電池是選用固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)的電池。固態(tài)電池的正極資料與液態(tài)電解質(zhì)電池沒有太大差別，負(fù)極資料首要選用鋰金屬、鋰合金或石墨烯等。這么多有利的要素，組合在一起就構(gòu)成了固態(tài)鋰離子電池?，F(xiàn)在固態(tài)鋰電池可以分為無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)電池和聚合物固態(tài)鋰電池兩種。固態(tài)鋰電池的開展首要仍是依賴于固體電解質(zhì)的資料的開展。

一、固態(tài)電解質(zhì)資料

關(guān)于固態(tài)電池來說，選用合適的固態(tài)電解質(zhì)資料是電池規(guī)劃的核心內(nèi)容，一般對電解質(zhì)的功能要求有以下：

(1)具有高的室溫電導(dǎo)率;

(2)電子無法經(jīng)過，鋰離子可以經(jīng)過；

(3)電化學(xué)窗口寬；

(4)與電極資料相容性好；

(5)熱安穩(wěn)性好、耐潮濕環(huán)境、機(jī)械功能優(yōu)良；

(6)質(zhì)料易得，本錢較低，組成辦法簡略。

1.聚合物電解質(zhì)

在有機(jī)聚合物基鋰離子導(dǎo)體中，鋰離子以鋰鹽的方式“溶于”聚合物基體。電導(dǎo)率是表征電解質(zhì)好壞的要害參數(shù)，而傳輸速率首要遭到與基體相互效果及鏈段活動能力的影響。進(jìn)步鏈段的活動性有利于進(jìn)步鋰離子電導(dǎo)率。

現(xiàn)在，研討較多的聚合物固體電解質(zhì)是 PEO（聚環(huán)氧乙烷）及其衍生物絡(luò)合鋰鹽類聚合物電解質(zhì)。PEO 類聚合物在較高的溫度下也有很好的離子電導(dǎo)率，且加工功能好。但 PEO 類聚合物電解質(zhì)也存在室溫離子電導(dǎo)率低、與金屬鋰負(fù)極的相容性差等問題。

2.無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)

無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)資猜中，前期開發(fā)的鹵化物電解質(zhì)電導(dǎo)率較低。這些前期開發(fā)的資料還存在化學(xué)性質(zhì)不安穩(wěn)、制備困難等問題。

硫化物電解質(zhì)和氧化物電解質(zhì)都包含有玻璃、陶瓷及玻璃-陶瓷（微晶玻璃）3種不同結(jié)晶狀況的資料?？偟膩碚f，因?yàn)镾相關(guān)于O對Li的捆綁效果較弱，有利于Li+的遷移，因而硫化物的電導(dǎo)率往往顯著高于同種類型的氧化物。

氧化物電解質(zhì)對空氣和熱安穩(wěn)性高，質(zhì)料本錢低，更易完成規(guī)?；苽?。在氧化物電解質(zhì)中，非晶（玻璃）態(tài)氧化物電解質(zhì)的室溫電導(dǎo)率較低，且對空氣中的水汽較敏感，制備往往需求高溫淬冷，難以應(yīng)用于實(shí)踐電池。

在氧化物中，鋰離子在尺度大得多的O2-構(gòu)成的骨架結(jié)構(gòu)空隙進(jìn)行傳導(dǎo)，減弱Li-O相互效果、完成鋰離子的三維傳輸及優(yōu)化傳輸通道中鋰離子與空位濃度的份額均有利于進(jìn)步鋰離子的電導(dǎo)率。依據(jù)這些理念，一些具有雜亂結(jié)構(gòu)的氧化物鋰離子導(dǎo)體資料相繼呈現(xiàn)，其間具有代表性的包含石榴石型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、鈣鈦礦結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、鈉快離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)系統(tǒng)?？墒?，這些資猜中，只要石榴石型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的資料對金屬鋰安穩(wěn)。另兩種結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中電導(dǎo)率較高的資料均含有可被金屬鋰復(fù)原的Ti、Ge等元素。此外，石榴石型結(jié)構(gòu)系統(tǒng)資料對空氣有較好的安穩(wěn)性，質(zhì)料本錢低，燒結(jié)體具有較高的機(jī)械強(qiáng)度，因而具有作為理想固態(tài)電解質(zhì)廣泛應(yīng)用于全固態(tài)鋰電池的潛力。

二、待處理的問題

將固態(tài)電解質(zhì)引進(jìn)鋰電池是為了打破現(xiàn)在有機(jī)電解液存在的種種約束，進(jìn)步電池的能量密度、功率密度、工作溫度規(guī)模和安全性?？墒?，真正完成這些目標(biāo)，仍需首要處理現(xiàn)有電解質(zhì)資料自身以及與電極界面存在的一些問題。

例如，進(jìn)步能量密度需求運(yùn)用低電位、大容量的負(fù)極資料，以及高電位、大容量的正極資料，這樣的狀況下，存在高電壓的狀況，聚合物和硫化物有限的電化學(xué)窗口往往難以直接應(yīng)用的問題。進(jìn)步功率密度則需求進(jìn)步電解質(zhì)電導(dǎo)率，這依舊是個很大的難題。

三、總結(jié)

全固態(tài)鋰電池具有極高的安全性，其固態(tài)電解質(zhì)不可燃、無腐蝕、不蒸發(fā)、不漏液，同時也克服了鋰枝晶現(xiàn)象，搭載全固態(tài)鋰電池的轎車的自燃概率會大大下降。全固態(tài)鋰電池當(dāng)時能量密度約400Wh/Kg，預(yù)估最大潛力值達(dá)900Wh/Kg?？墒枪虘B(tài)電池在提高能量密度、功率密度等方面還存在一些待處理的問題，需求從固態(tài)電解質(zhì)、正負(fù)極資料上著手，一旦這些問題可以有用處理，必將在未來掀起一場新的電池革新。

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