什么是全固態(tài)鋰離子電池?人類(lèi)社會(huì)的進(jìn)步離不開(kāi)社會(huì)上各行各業(yè)的努力，各種各樣的電子產(chǎn)品的更新?lián)Q代離不開(kāi)我們的設(shè)計(jì)者的努力，其實(shí)很多人并不會(huì)去了解電子產(chǎn)品的組成，比如全固態(tài)鋰離子電池。

自1991年投放市場(chǎng)以來(lái)，鋰離子電池因其高能量密度和長(zhǎng)壽命而備受關(guān)注。它已成為21世紀(jì)能源經(jīng)濟(jì)不可或缺的一部分。然而，鋰離子電池在諸如汽車(chē)和儲(chǔ)能之類(lèi)的大型電池領(lǐng)域中的應(yīng)用仍存在一些安全問(wèn)題，亟待解決。鋰離子電池的有機(jī)電解質(zhì)易揮發(fā)，易燃易爆。全固態(tài)鋰離子電池從根本上解決了這個(gè)問(wèn)題，并具有容量大，重量輕的優(yōu)點(diǎn)。全固態(tài)鋰離子電池產(chǎn)業(yè)化的研究迫在眉睫。全固態(tài)鋰離子電池使用全固態(tài)電解質(zhì)起到二合一的用途，代替了傳統(tǒng)電池中的隔膜和電解質(zhì)，從而解決了安全問(wèn)題。同時(shí)，在采用全固體電解質(zhì)之后，可以將金屬鋰用作負(fù)極，從而新增能量密度。安全問(wèn)題是產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵和基礎(chǔ)，也關(guān)系到電池產(chǎn)業(yè)的生存；能量密度是行業(yè)研究與開(kāi)發(fā)的核心，它與行業(yè)發(fā)展的前景有關(guān)。從解決安全問(wèn)題和使用現(xiàn)有材料提高能量密度的角度來(lái)看，全固態(tài)鋰離子電池有望滿足工業(yè)發(fā)展的需求，值得大力發(fā)展。從時(shí)間節(jié)點(diǎn)的角度來(lái)看，全固態(tài)金屬鋰離子電池要比液態(tài)鋰離子電池更早，但是在早期，全固態(tài)金屬的電化學(xué)性能，安全性和工程制造鋰離子電池一直無(wú)法滿足應(yīng)用要求。通過(guò)不斷改進(jìn)，液態(tài)鋰離子電池的綜合技術(shù)指標(biāo)逐漸滿足了消費(fèi)電子市場(chǎng)的應(yīng)用需求，并被越來(lái)越多的市場(chǎng)所接受。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)的角度來(lái)看，與液態(tài)鋰離子電池相比，全固態(tài)金屬鋰離子電池可能具有安全性能好，能量密度高和循環(huán)壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。

鋰離子固體電解質(zhì)數(shù)據(jù)作為全固態(tài)鋰離子電池的核心組成部分，是實(shí)現(xiàn)其高功能的核心數(shù)據(jù)，也是影響其實(shí)際應(yīng)用的瓶頸之一。固體電解質(zhì)的發(fā)展歷史已有一百多年了，有關(guān)固體電解質(zhì)材料的討論有數(shù)百篇。只要在室溫或高溫下固體電解質(zhì)的電導(dǎo)率大于3s/cm，就可以在電化學(xué)電源系統(tǒng)中使用，并且大多數(shù)電導(dǎo)率的數(shù)據(jù)值比該值低幾個(gè)數(shù)量級(jí)，這使得很少有固體電解質(zhì)材料具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。全固態(tài)鋰離子電池的整體低倍率性能是一個(gè)科學(xué)技術(shù)問(wèn)題，要慢慢解決。成本不是最大的瓶頸。實(shí)際上，任何新技術(shù)或產(chǎn)品的成本在開(kāi)始時(shí)都是相對(duì)較高的。一旦生產(chǎn)技術(shù)成熟并且產(chǎn)量新增，成本自然就會(huì)降低。因此，成本是行業(yè)可以解決的問(wèn)題，而不是學(xué)術(shù)界可以解決的問(wèn)題。。許多無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)材料是不易燃，不腐蝕，不揮發(fā)的，并且沒(méi)有液體泄漏的問(wèn)題。他們還有望克服鋰樹(shù)枝狀現(xiàn)象。因此，期望所有基于無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的固態(tài)鋰二次電池都具有高安全性。聚合物固體電解質(zhì)仍然具有一定的可燃風(fēng)險(xiǎn)，但是與包含易燃溶劑的液體電解質(zhì)電池相比，其安全性得到了極大的提高。全固態(tài)電池看似簡(jiǎn)單，但也非常復(fù)雜。例如，液態(tài)鋰離子電池的正極層包含各種成分，例如正極活性材料，導(dǎo)電劑，電解質(zhì)和粘合劑。假如用全固體電解質(zhì)代替，則由于在正極層中沒(méi)有電解質(zhì)滲透，因此存在多個(gè)成分。比例的組合的問(wèn)題將非常復(fù)雜。制造液態(tài)鋰離子電池就像用沙子和水泥鋪路。加水可以調(diào)和石頭，沙子和水泥，但是在所有固態(tài)電池中都沒(méi)有液體物質(zhì)。如何解決固體與固體之間的界面問(wèn)題并確保有效物質(zhì)的活性是非常具有挑戰(zhàn)性的。假如全固態(tài)鋰離子電池使用無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)，則最高工作溫度有望提高到300°C甚至更高。目前，要提高大容量全固態(tài)鋰離子電池的低溫性能。電池的特定工作溫度范圍重要與電解質(zhì)的高低溫特性和界面電阻有關(guān)。