什么是固态电池和半固态电池？看这一篇就够了

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腾讯

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https://new.qq.com/rain/a/20240410A05QFY00

随着智己L6的发布，固态电池这个话题再次成为热点。固态电池作为一种更安全的电池类型，其液体含量分别为5-10wt%、0-5wt%、0wt%，有望在2030年左右实现商业化。

固态电池的分类

目前我们使用的电池里面会有“四大金刚”，分别是：正极、负极、隔膜、电解液，其中电解液大约25wt%。

而“固态电池”一般分类有三种，分别是：半固态、准固态以及全固态，它们都可以笼统地统称为固态电池，而区别是它们的液体含量分别是5-10wt%、0-5wt%、0wt%。

全固态电池的优势与挑战

全固态电池是终极目标，目前处于研发阶段，预计商业化时间大约是2030年左右。其主要优势包括：

• 安全性更高：全固态介质可以完全物理阻隔正负极材料，锂枝晶刺穿阻隔物的问题基本上可以解决。
• 能量密度更大：理论上全固态电池的能量密度可以达到500wh/kg，更小的电池，更长的续航。
• 正负极材料选择更多：可以兼容高比容量正负极，负极材料甚至可以采用全锂。

然而，全固态电池也面临一些挑战：

• 离子电导率低：固态介质的离子电导率低于液体电解质，需要施加更大压力以确保接触良好。
• 循环寿命差：在充放电循环过程中容易损坏，据宁德时代董事长曾毓群介绍，“它经不起许多次充放电循环，也许10次就不行了。”
• 成本高昂：由于使用稀有金属，当前350 Wh/kg体系硫化物全固态电池成本约40元/Wh。

半固态电池：折中方案

半固态电池通过减少液态电解质含量、增加固态电解质，主要有两种方案：

1. 固态+少量液态电解质
2. 采用聚合物基底承载，使电解质性状接近凝胶

半固态电池的优点包括：

• 安全性更高：锂枝晶较难刺穿凝胶介质
• 能量密度更大：正负极材料选择更多，如蔚来150kWh半固态电池能量密度高达360Wh/kg
• 循环寿命更长
• 温度适应范围更宽
• 成本更低：仅需调整约20%的工序即可量产

固态电池的意义

固态电池的发展可能对电动车的布置带来积极变化：

• 电池体积缩小：可能将电池塞进座椅底下
• 底盘设计优化：底盘可能降低两公分
• 使用场景优化：虽然大电池在日常使用中象征意义大于实际意义，但技术进步带来的其他变化值得期待