PANASONIC、有关全方位对固态电池的技术路线解析，值得你学习

人类社会的进步离不开社会上各行各业的努力，各种各样的电子产品的更新换代离不开我们的设计者的努力，其实很多人并不会去了解电子产品的组成，比如固态电池。

固态电池领域有不同的技术路线，固体电解质可大致分为三类：无机电解质、固态聚合物电解质(SPE，SolidPolymerElectrolyte)、复合电解质。目前较多业者投入研究的材料包括固态聚合物、硫化物(Sulfide)、氧化物(Oxide)、薄膜(ThinFilm)等。像是戴森、苹果各自收购的固态电池厂Sakti3和InfinitePowerSolutions，皆以薄膜为主，但制程复杂，量产难度高，先前市场传出戴森、苹果有意放弃，故现阶段发展状况不太明朗，而丰田、松下(Panasonic)、三星、宝马、宁德时代投入硫化物电解质，辉能、索尼则是聚焦在氧化物。

科学家将传统的液态锂电池生动地称为“摇椅电池”。摇椅的两端是电池的正极和负极，中间是电解液(液体)。锂离子就像一个出色的运动员，在摇椅的两端来回奔跑。在锂离子从正极向负极然后向正极移动的过程中，电池的充电和放电过程完成。固态电池的原理是相同的，不同之处在于其电解质是固体，其密度和结构允许更多的带电离子聚集在一端，传导更多的电流，从而增加了电池容量。因此，在相同的功率量下，固态电池的体积将变小。不仅如此，由于固态电池中没有电解质，因此密封起来会更容易。当用在诸如汽车的大型设备中时，不需要添加额外的冷却管，电子控制装置等，这不仅节省了成本，而且有效地减轻了重量。

固态电池用固态电解质代替了液态电解质，就像排干游泳池中的水并铺设一层薄膜一样，整个游泳池的重量都会下降，但是游泳池没有水，锂离子如何移动?这是固态电池的迫切问题。大型公司目前使用三种主要方法，即氧化物，聚合物和硫化物路线。

固体电解质是不易燃，不腐蚀，不挥发的，并且没有泄漏问题。在传统锂电池的充电和放电过程中，锂枝晶的生长会轻易刺穿隔膜，导致电池短路并带来安全隐患。固态电解质是不易燃，不腐蚀，不挥发的，并且不存在液体泄漏的问题。它也克服了锂树枝状现象，因此全固态电池具有极高的安全性。

氧化物主要分为薄膜和非薄膜类型。薄膜类型的容量小，只能满足微电子学的使用。它不适用于汽车。非膜型具有优异的整体性能并解决了生产问题。它已经可以用于手机电池，但是必须应用于新能源汽车。 这需要一些时间。

一种是电压平台的改进，电池的能量密度将增加。有机电解质的电化学窗口有限，并且难以与锂金属阳极和新开发的高电势阴极材料兼容。然而，固体电解质通常具有比有机电解质更宽的电化学窗口，这有利于进一步增加电池的能量密度。其次，固体电解质可以阻止锂树枝状晶体的生长，极大地改善了材料应用系统的范围，为具有更高能量密度空间的新型锂电池技术奠定了基础。目前，通过全固态锂电池的研究和开发可以提供的能量密度基本上可以达到300-400Wh / kg。

聚合物是首先实现小规模批量生产和成熟技术的材料，但室温下的电导率非常低，上限也不高。由聚合物材料制成的固态电池具有300Wh / kg的较高能量密度，在过去两年中仍能满足需求，但几年后将无法跟上时代的发展。如果您是球队老板，则不会选择“登场就是巅峰”的新秀球员。

液体电解质在充电和放电过程中会与锂离子不可逆地反应，形成固体电解质界面膜(SEI)，这将导致活性物质和电解质的损失，并降低库仑效率。固体电解质溶液解决了固体电解质界面膜(SEI)和锂树枝状晶体的问题，大大提高了锂电池的循环能力和使用寿命。

本文只能带领大家对固态电池有了初步的了解，对大家入门会有一定的帮助，同时需要不断总结，这样才能提高专业技能，也欢迎大家来讨论文章的一些知识点。