固態(tài)電池是無鈷電池？固態(tài)電池與鈷的關(guān)系解析

進(jìn)入2021年，蔚來汽車主打固態(tài)電池，而松下則有意開發(fā)無鈷電池。那么，固態(tài)電池與無鈷電池是什么關(guān)系？固態(tài)電池是無鈷電池嗎？

早期固態(tài)電池的電解質(zhì)是聚合物電解質(zhì)，以PEO（聚環(huán)氧乙烷）占絕大多數(shù)，PEO的電化學(xué)穩(wěn)定窗口（氧化電位）是3．8V，無法與高電壓正極材料（鈷酸鋰、三元材料等）相容，只能用磷酸鐵鋰做正極，所以不用鈷的說法就流傳下來。

不過早期的固態(tài)電池有一個(gè)缺點(diǎn)，那就是能量密度并不高。例如法國(guó)博洛雷的固態(tài)電池就是PEO電解質(zhì)＋磷酸鐵鋰正極，能量密度只有170wh／kg，并且工作溫度高達(dá)80度，所以沒有推廣開，只裝了3000輛車。

也就是說，早期的固態(tài)電池其實(shí)是磷酸鐵鋰固態(tài)電池，不用鈷，稱之為無鈷電池并不為過。

隨著電池技術(shù)的發(fā)展，目前絕大多數(shù)在研究試制中的固態(tài)電池都用含鈷正極，以鈷酸鋰和三元材料為主固態(tài)電池的核心是電解質(zhì)，目前主要分為兩類聚合物電解質(zhì)和無機(jī)物電解質(zhì)。無機(jī)物又有氧化物和硫化物兩種，它們的電化學(xué)窗口大致上分別為5．4V和5．7V，可以使用鈷酸鋰和三元材料，以提電池的高密度和性能。盡管也有其他種類的正極材料在研究，但都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有鈷酸鋰和三元材料成熟。

應(yīng)用鈷酸鋰和三元材料作為正極，可大幅提高電池的能量密度。例如豐田，它的正極材料也是鈷酸鋰，能量密度為400wh／kg；

那么這里已經(jīng)有結(jié)論了以鈷酸鋰和三元材料作為正極的固態(tài)電池，含鈷，這種固態(tài)電池不是無鈷電池。

顯然，目前含鈷的固態(tài)電池，優(yōu)于早期無鈷的固態(tài)電池。有一種說法是，在可以預(yù)見的未來，固態(tài)電池是必須用鈷的，而且比例要比鋰離子電池的還要高！