全固态二次锂离子电池有什么优点

(1)安全性能高

由于液态电解质中含有易燃的有机溶剂，发生内部短路时温度骤升容易引起燃烧，甚至爆炸，要安装抗温升和防短路的安全装置结构，这样会新增成本，但仍无法彻底解决安全问题。号称BMS做到全球最好的特斯拉，在今年仅国内就有两辆ModelS发生严重起火事件。因而基于无机固体电解质的全固态锂二次电池有望具有很高的安全特性。

(2)能量密度高

目前，市场中应用的锂离子电池电芯能量密度最高达到260Wh/kg左右，正在开发的锂离子电池能量密度可达到300-320Wh/kg。对全固态锂离子电池来说，假如负极采用金属锂，电池能量密度有望达到300-400Wh/kg，甚至更高。全固态二次电池有望获得更高的功率密度。固态电解质以锂离子作为单一载流子,不存在浓差极化,因而可工作在大电流条件,提高电池的功率密度。

(3)循环寿命长

固体电解质有望防止液态电解质在充放电过程中持续形成和生长固体电解质界面膜的问题和锂枝晶刺穿隔膜问题，有可能大大提升金属锂离子电池的循环性和使用寿命。

(4)工作温度范围宽

全固态锂离子电池假如全部采用无机固体电解质，最高操作温度有望提高到300℃甚至更高，目前，大容量全固态锂离子电池的低温性能有待提高。具体电池的工作温度范围，重要与电解质及界面电阻的高低温特性有关。

(5)电化学窗口宽

全固态二次锂离子电池的电化学稳定窗口宽，有可能达到5V，适应于高电压型电极材料，有利于进一步提高能量密度。目前基于氮化磷酸锂的薄膜锂离子电池可以在4.8V工作。

(6)具备柔性优势

固态二次锂离子电池还具有结构紧凑、规模可调、设计弹性大等特点。固态电池既可以设计成厚度仅几微米的薄膜电池,用于驱动微型电子器件,也可制成宏观体型电池,用于驱动电动汽车、电网储能等领域,并且在这些应用中,电池的形状也可根据具体需求进行设计。

全固态锂离子电池关键材料研究

●聚合物固态电解质

聚合物固态电解质（SPE)，由聚合物基体(如聚酯、聚酶和聚胺等)和锂盐(如LiClO4、LiAsF4、LiPF6、LiBF4等)构成，因其质量较轻、黏弹性好、机械加工性能优良等特点而受到了广泛的关注。

●氧化物固态电解质

按照物质结构可以将氧化物固态电解质分为晶态和玻璃态(非晶态)两类，其中晶态电解质包括钙钛矿型、NASICON型、LISICON型以及石榴石型等，玻璃态氧化物电解质的研究热点是用在薄膜电池中的LiPON型电解质。

●氧化物晶态固体电解质

氧化物晶态固体电解质化学稳定性高，可以在大气环境下稳定存在，有利于全固态电池的规模化生产，目前的研究热点在于提高室温离子电导率及其与电极的相容性两方面。目前改善电导率的方法重要是元素替换和异价元素掺杂。另外，与电极的相容性也是制约其应用的重要问题。