固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)

固態(tài)電池是公認(rèn)的下一代動力電池，它或?qū)⑷〈簯B(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池。目前，包括寧德時(shí)代、比亞迪、國軒高科等企業(yè)都聲稱在該領(lǐng)域有深度的研究，只是具體情況不得而知。

那么，相對于當(dāng)前市場主流的鋰離子電池，固態(tài)電池有著怎樣的優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)呢？

優(yōu)點(diǎn)1、安全性好。

液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆，以及在充電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜，引起電池短路，造成安全隱患。而固態(tài)電解質(zhì)可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無電解液走漏、不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等，也就是說在大電流下工作不會因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致短路，不會在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會因產(chǎn)生氣體而發(fā)生燃燒，因此，安全性被認(rèn)為是固態(tài)電池發(fā)展的最根本驅(qū)動力之一。

優(yōu)點(diǎn)2、能量密度高

液體電解質(zhì)電池能量密度最高可至300Wh／kg，但是超過500Wh／kg被認(rèn)為是不可能的。全固態(tài)電解質(zhì)后，電池可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來做負(fù)極，這樣可以大大減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。固態(tài)電池研發(fā)可提供的能量密度基本可達(dá)300－400Wh／kg。

優(yōu)點(diǎn)3、循環(huán)性能強(qiáng)。

固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問題和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命，理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠達(dá)到45000次左右。

優(yōu)點(diǎn)4、適用范圍擴(kuò)大。

固態(tài)電解質(zhì)賦予固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)?？烧{(diào)、設(shè)計(jì)彈性大等特點(diǎn)，即可應(yīng)用于驅(qū)動微型電子器件，也可用于動力和儲能領(lǐng)域。此外，固態(tài)電池也擁有更寬的溫度工作范圍，目前基本保證－25℃—60℃的溫度范圍。

在擁有優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，固態(tài)電池也有極其明顯的缺點(diǎn)。這些缺點(diǎn)，其實(shí)正是固態(tài)電池研究過程中需要解決的問題。

缺點(diǎn)1、界面阻抗過大。

固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面是固－－固狀態(tài)，因此電極與電解質(zhì)之間的有效接觸較弱，離子在固體物質(zhì)中傳輸動力學(xué)低。

缺點(diǎn)2、成本相對較高。

據(jù)了解，液態(tài)鋰電池的成本大約在120－200美元／KWh，如果使用現(xiàn)有技術(shù)制造足以為智能手機(jī)供電的固態(tài)電池，其成本會接近1萬美元，而足以為汽車供電的固態(tài)電池成本更是達(dá)到令人咋舌的5000萬美元以上。

固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體偏低導(dǎo)致了其倍率性能整體偏低，內(nèi)阻較大，充電速度慢，且成本總體偏高，現(xiàn)在的固態(tài)電池如果要和普通鋰離子電池在傳統(tǒng)市場上競爭，并沒有太大的優(yōu)勢。

因此，發(fā)揮固態(tài)電池本身高安全性、高溫穩(wěn)定性、可能達(dá)到的柔性等其它多功能特性，與傳統(tǒng)鋰離子電池在差異化的市場中進(jìn)行競爭，可能是固態(tài)電池近期內(nèi)比較有希望的市場突破方向。