固态电池是一种使用固体电极材料和固体电解质材料、不含有任何液体的锂电池 。

以下是关于它的详细介绍:
工作原理
充电时,正极材料中的锂离子从晶格中脱嵌出来,穿过固态电解质向负极迁移,电子通过外电路从正极流向负极,在负极与锂离子结合,嵌入到负极材料的晶格中。放电过程则是充电过程的逆过程,负极材料中的锂离子脱嵌,穿过固态电解质向正极迁移,电子通过外电路从负极流向正极,在正极与锂离子重新结合,释放出化学能并转化为电能。
优势
- 更高的能量密度:能使用更高容量的电极材料,且结构紧凑,相同体积或重量下可存储更多能量。
- 更好的安全性:固态电解质消除了液态电解质泄漏和燃烧的风险,降低了热失控和火灾的可能性。
- 更长的循环寿命:电解质不易分解,在充放电过程中具有更好的化学稳定性,可延长电池的使用寿命。
- 更快的充电速度:固态电解质可提供更快的锂离子传输速度,能在更短时间内充电到更高电量。
-更宽的工作温度范围:可在更极端的温度条件下工作,适用于不同的环境和应用场景。
技术路线
- 聚合物固态电池:电解质易加工,生产难度低,但离子电导率不高,影响充放电性能。
- 氧化物固态电池:各项指标较为均衡,没有明显的缺点,但制造难度相对较高。
- 硫化物固态电池:导电率非常高,但工艺复杂,硫化物意外时会产生有毒气体,电极界面不太稳定。
发展现状
目前固态电池规模化量产仍面临技术、成本和产业链等挑战,国内企业大多选择半固态电池技术作为过渡。预计2027年前,半固态电池将在高端电动汽车领域实现商业化应用,全固态电池处于技术突破和小规模上车验证阶段,2027年有望开始批量装车,2030年前后迎来产业化拐点。