什么是“全固体电池”？——5分钟图解搞定

问 什么是全固体电池？

答 正负极之间没有电解液，只有电池隔离膜的电池。目前丰田、宝马、日产等汽车企业都把固体电池作为EV的杀手锏在大力开发之中。2017年12月21日本田也宣布正在开发用于汽车长距离行驶的全固体电池。

问 为什么能够不使用电解液？

答 以锂离子2次电池为代表的摇摆电池(Rocking chair battery)中，电解液和电极之间不发生化学反应（氧化还原反应），所以从原理上来说不需要电解液。

问 为什么现在固体电池热起来了？

答 固体电解质的研究虽然已有20多年，但是一只未能找到超过电解液的锂离子顺畅通道，直到2011年以后才取得了多个重大进展。

问 用固体材料做通道的优点和有待解决的课题都有哪些？

答 请看下图

问 为什么通道采用固体材料就能提高能量密度？

1）可以使用容量密度更高、电势更高的材料。

电解质变为固体材料后，不易出现电极材料溶解现象。而且与电解液相比，有许多电化学性质稳定性较高的固体材料可以用作电解质，从而使得电解液时代无法使用的高输出电压、或者大电流容量密度的正极或负极材料都有了使用的可能。

目前已经开出正极采用硫，负极采用金属锂的全固体锂硫电池；还有采用FDK和富士通研究所共同开发的焦磷酸钴锂（Li2CoP2O7）材料作为正极，实现5V左右全固体电池的报告。

2）电池包装可以简化

没有了漏液问题，安全性能提升，过去为了确保电池安全而采用的包装、治具、冷却装置等都可以简化。同样容量的电池可以做得更加小巧。

3）可以设计出更加新颖的电池单元

比如，可以将电极和固体电解质做成薄膜状并多层叠加，从而大幅提高电极利用效率的设计出多层电池。

已有研究报告指出，即便使用现有电极材料，使用固体材料作为电解质后，在理论上也有可能实现目前电池约2倍体积能量密度的电池。

问 都有哪些公司正在研发全固体电池？

答 如下图。除了一些传统电池企业外，更多的是新入企业。尤其是半导体关联企业以及被动元件企业，其产品化时间表相对较早。而那些人才流出企业对于全固体电池的开发却不那么积极。