（一）、能量密度高。

液體電解質(zhì)電池能量密度最高可至300Wh/kg，但是超過(guò)500瓦時(shí)每公斤被認(rèn)為是不可能的。全固態(tài)電解質(zhì)后，電池可以不必使用嵌鋰的石墨負(fù)極，而是直接使用金屬鋰來(lái)做負(fù)極，這樣可以大大減輕負(fù)極材料的用量，使得整個(gè)電池的能量密度有明顯提高。固態(tài)電池研發(fā)可提供的能量密度基本可達(dá)300-400Wh/kg。

（二）、安全性好。

液態(tài)電解質(zhì)易燃易爆，以及在充電過(guò)程中鋰枝晶的生長(zhǎng)容易刺破隔膜，引起電池短路，造成安全隱患。而固態(tài)電解質(zhì)可以抑制鋰枝晶、不易燃燒、不易爆破、無(wú)電解液走漏、不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)等，也就是說(shuō)在大電流下工作不會(huì)因出現(xiàn)鋰枝晶而刺破隔膜導(dǎo)致短路，不會(huì)在高溫下發(fā)生副反應(yīng)，不會(huì)因產(chǎn)生氣體而發(fā)生燃燒，因此，安全性被認(rèn)為是固態(tài)電池發(fā)展的最根本驅(qū)動(dòng)力之一。

（三）、循環(huán)性能強(qiáng)。

固態(tài)電解質(zhì)解決了液態(tài)電解質(zhì)在充放電過(guò)程中形成的固體電解質(zhì)界面膜的問(wèn)題和鋰枝晶現(xiàn)象，大大提升了鋰電池的循環(huán)性和使用壽命，理想情況下循環(huán)性能表現(xiàn)優(yōu)異，能夠達(dá)到45000次左右。

（四）、適用范圍擴(kuò)大。

固態(tài)電解質(zhì)賦予固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)緊湊、規(guī)?？烧{(diào)、設(shè)計(jì)彈性大等特點(diǎn)，即可應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)微型電子器件，也可用于動(dòng)力和儲(chǔ)能領(lǐng)域。此外，固態(tài)電池也擁有更寬的溫度工作范圍，目前基本保證-25℃—60℃的溫度范圍。

（五）、界面阻抗過(guò)大。

固態(tài)電解質(zhì)與電極材料之間的界面是固--固狀態(tài)，因此電極與電解質(zhì)之間的有效接觸較弱，離子在固體物質(zhì)中傳輸動(dòng)力學(xué)低。

（六）、成本相對(duì)較高。

據(jù)了解，液態(tài)鋰電池的成本大約在200-300美元/KWh，如果使用現(xiàn)有技術(shù)制造足以為智能手機(jī)供電的固態(tài)電池，其成本會(huì)達(dá)到1.5萬(wàn)美元，而足以為汽車供電的固態(tài)電池成本更是達(dá)到令人咋舌的9000萬(wàn)美元。

 

固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體偏低導(dǎo)致了其倍率性能整體偏低，內(nèi)阻較大，充電速度慢，且成本總體偏高，現(xiàn)在的固態(tài)電池如果要和普通鋰離子電池在傳統(tǒng)市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)，并沒(méi)有太大的優(yōu)勢(shì)。因此，發(fā)揮固態(tài)電池本身高安全性、高溫穩(wěn)定性、可能達(dá)到的柔性等其它多功能特性，與傳統(tǒng)鋰離子電池在差異化的市場(chǎng)中進(jìn)行競(jìng)爭(zhēng)，可能是固態(tài)電池近期內(nèi)比較有希望的市場(chǎng)突破方向。

    三、固態(tài)電池的類別與目前的發(fā)展情況

固態(tài)電池從電解質(zhì)形態(tài)上分成三類，一個(gè)是純聚合物，比如聚環(huán)氧乙烷；一個(gè)是無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的氧化物或者硫化物；第三個(gè)是把聚合物和無(wú)機(jī)物復(fù)合在一起。這三種固體電解質(zhì)最難解決的問(wèn)題在于：在鋰離子電池或者是將來(lái)的金屬鋰電池中，正極反復(fù)體積膨脹收縮后，與固體電解質(zhì)相的接觸會(huì)逐漸變差。對(duì)于固態(tài)電池來(lái)說(shuō)，就是在循環(huán)過(guò)程中如何一直保持較低的電子和離子阻抗。如果沒(méi)有更好的辦法，這三類電解質(zhì)中也可以添加少量液體來(lái)解決循環(huán)過(guò)程中電接觸惡化的問(wèn)題，這一類電解質(zhì)可以稱為混合固液電解質(zhì)，也就是說(shuō)電芯中同時(shí)含有固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)。

在固體電解質(zhì)材料方面，國(guó)際上已經(jīng)開(kāi)發(fā)了很多類，主要包括氧化物、硫化物、氫化物、鹵素、磷酸鹽薄膜和聚合物?，F(xiàn)在主流的電解質(zhì)材料有三種：首先是氧化物固體電解質(zhì)，采用無(wú)機(jī)陶瓷電解質(zhì)來(lái)替代液體電解質(zhì)，主要是解決正極側(cè)的填充接觸問(wèn)題，可能需要非常復(fù)雜的表面包覆技術(shù)。對(duì)于硫化物電解質(zhì)，其離子電導(dǎo)率非常高，也需要解決正極側(cè)電阻變大的問(wèn)題，同時(shí)解決制備、儲(chǔ)存、服役過(guò)程中化學(xué)穩(wěn)定性差和產(chǎn)生硫化氫的問(wèn)題。對(duì)于薄膜電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率雖然很低，但是通過(guò)薄膜化降低面電阻，也可以制備使用器件。但是做成大面積疊層的大容量電池還是很有挑戰(zhàn)。

總體來(lái)說(shuō)，全固態(tài)電池的研發(fā)核心一在于電解質(zhì)材料本身，二在于界面性能的調(diào)控與優(yōu)化。許多研究分析，固態(tài)電池會(huì)成為動(dòng)力電池未來(lái)的技術(shù)路線。相對(duì)而言，技術(shù)成熟度較高、技術(shù)沉淀較深的當(dāng)屬法國(guó)的Autolib、美國(guó)Sakti3和日本豐田。這三家也分別代表了以聚合物、氧化物和硫化物三大固態(tài)電解質(zhì)的典型技術(shù)開(kāi)發(fā)方向。我國(guó)2013年中科院設(shè)立了全固態(tài)鋰電池先導(dǎo)計(jì)劃，目前中科院寧波材料所、中科院上海硅酸鹽所、青能所、天津十八所、清華大學(xué)、中科大、復(fù)旦大學(xué)、國(guó)防科大、武漢大學(xué)、東北師范大學(xué)等機(jī)構(gòu)紛紛開(kāi)展各種全固態(tài)鋰電池研究。