目前就總體來(lái)看,
全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)要面臨幾個(gè)挑戰(zhàn),首先就是在電極層面的問(wèn)題,要如何滿(mǎn)足正負(fù)極和固體電解質(zhì)的離子傳輸,特別是解決循環(huán)過(guò)程中的問(wèn)題;其次就是循環(huán)過(guò)程中,正負(fù)極材料沒(méi)法像液體那樣一直保持很好的接觸;此外,金屬鋰電極的體積變化還有鋰固體的變化,都是研發(fā)團(tuán)隊(duì)需要克服的問(wèn)題。
現(xiàn)階段,一些研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一系列的氧化物和硫化物的粉體、陶瓷片和融性膜,也已經(jīng)開(kāi)始提供樣品并且供貨,但是如果要把這些固態(tài)電池量產(chǎn)化,還需要進(jìn)一步的材料研究設(shè)計(jì)。作為一個(gè)過(guò)渡的技術(shù),現(xiàn)在還有一種把固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)混合在一起的,含有少量的固體電解質(zhì)的電池,但是,嚴(yán)格點(diǎn)講,是不能算全固體的電解質(zhì)。
相較于傳統(tǒng)的三元鋰電池來(lái)說(shuō),固態(tài)電解質(zhì)具有不可燃性、無(wú)腐蝕性、無(wú)揮發(fā)、不會(huì)漏液等特性,也不會(huì)出現(xiàn)車(chē)輛發(fā)生自燃的情況,對(duì)于安全性的提升無(wú)疑是巨大的,所以固態(tài)電池一定會(huì)是日后新能源汽車(chē)發(fā)展的重要材料。不過(guò)現(xiàn)階段的固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體是低于液態(tài)電解液的,所以現(xiàn)在固態(tài)電池的性能整體偏低,但是只要攻克技術(shù)難關(guān),新能源汽車(chē)的發(fā)展一定會(huì)更上一層樓。固態(tài)電池?fù)碛袃蓚€(gè)十分顯著的優(yōu)勢(shì),一方面由于采用了有機(jī)電解液的傳統(tǒng)鋰電池,在過(guò)度充電、內(nèi)部短路等異常情況下容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱,從而引發(fā)自燃甚至自爆的安全隱患。固態(tài)電池基于固態(tài)材料不可燃、無(wú)腐蝕、不揮發(fā)、不漏液等條件,安全系數(shù)較之鋰離子電池有著先天的優(yōu)勢(shì)。
二來(lái)則是固態(tài)電池在最為關(guān)鍵的能量密度方面,有望徹底解決純電動(dòng)汽車(chē)的里程焦慮。目前體系下的鋰離子電池已經(jīng)接近極限性能,即便是特斯拉NCA 18650電芯下的電池組,能量密度可以達(dá)到250瓦時(shí)/千克,應(yīng)用于Model 3的21700電芯能量密度達(dá)到300瓦時(shí)/千克,支持續(xù)航里程400到500公里,也仍然無(wú)法解決續(xù)航里程焦慮。