固态电池为何如此厉害？它与锂电池有何区别？

固态电池为何如此厉害？它与锂电池有何区别？

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网易

1.

https://www.163.com/dy/article/JQB0BPMD05568KS9.html

固态电池是当前新能源领域的重要研究方向，其安全性高、能量密度大、充电速度快等优点备受关注。本文将从传统锂电池的局限性入手，详细介绍固态电池的工作原理、优势以及量产面临的挑战。

众所周之，当下主流的新能源动力电池主要有两种：三元锂和磷酸铁锂。

其中，三元锂电池主要由宁德时代推广，而磷酸铁锂电池则以比亚迪为代表。

这两种电池各有优劣：

• 磷酸铁锂电池：安全性高，耐高温，但续航能力较弱。
• 三元锂电池：续航能力强，但安全性较低，寿命也相对较短。

尽管两者各有所长，但它们的核心技术架构是相同的，都由正负极、电解液和隔膜组成，通过锂离子在电解液中的迁移来完成充放电过程。

由于锂是最活泼的金属，为了提高锂离子的迁移速度，工程师们会用电解质和有机溶剂调配电解液。然而，液态电解质易燃，在高温下会释放大量热能，导致液态锂电池在过热、过度充电或物理损伤的情况下存在燃烧、爆炸的风险。

为了解决这一问题，固态电池应运而生。与传统电池不同，固态电池的电解质是固态的，这大大提升了安全性。同时，电池体积减小，缩短了锂离子的迁移距离，充电效率也更高。在能量密度方面，液态锂电池最高可达300 Wh/kg，而固态电池则可以达到500 Wh/kg以上，这意味着续航里程将大幅提升。

丰田此前就宣称，正在研制全新一代的固态电池，可实现充电10分钟续航1500公里。

尽管固态电池具有诸多优点，但目前尚未实现大规模应用。主要原因是成本问题。目前，固态电池的制造有三条技术路线：聚合物、氧化物和硫化物。

• 聚合物：成本最低，但常温下导电性差，需要加热到60°C以上才能正常工作。
• 氧化物：稳定性强，但生产难度极高，制造成本比传统锂电池要高260倍。
• 硫化物：导电性最好，但制造成本比黄金还贵三倍，且遇水会产生剧毒的硫化氢气体，对生产环境要求极高。

此外，固态电池的电解质和电极都是固体，两者接触时不如液体紧密，这会影响电池的功率和寿命。

总体来看，目前燃油车的续航能力已接近极限，而电动车仍处于初级阶段。如果未来固态电池能够实现量产，那么燃油车就可能退出历史舞台。