在目前各種新型電池體系中，固態電池采用全新固態電解質取代當前有機電解液和隔膜，具有高安全性、高體積能量密度，同時與不同新型高比能電極體系(如鋰硫體系、金屬-空氣體系等)具有廣泛適配性，可進一步提升質量能量密度。

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一、固態鋰電池概述

全固態鋰電池，是一種使用固體電極材料和固體電解質材料，不含有任何液體的鋰電池，主要包括全固態鋰離子電池和全固態金屬鋰電池，差別在于前者負極不含金屬鋰，后者負極為金屬鋰。

在目前各種新型電池體系中，固態電池采用全新固態電解質取代當前有機電解液和隔膜，具有高安全性、高體積能量密度，同時與不同新型高比能電極體系(如鋰硫體系、金屬-空氣體系等)具有廣泛適配性，可進一步提升質量能量密度，從而有望成為下一代動力電池的終極解決方案，引起日本、美國、德國等眾多研究機構、初創公司和部分車企的廣泛關注。

二、固態鋰電池的優勢及目前存在的技術缺陷

相比于傳統的鋰離子電池，固態鋰電池具有顯著優點：

(1)高安全性能：傳統鋰離子電池采用有機液體電解液，在過度充電、內部短路等異常的情況下，電池容易發熱，造成電解液氣脹、自燃甚至爆炸，存在嚴重的安全隱患。而很多無機固態電解質材料不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，聚合物固體電解質相比于含有可燃溶劑的液態電解液，電池安全性也大幅提高。

(2)高能量密度：固態鋰電池負極可采用金屬鋰，電池能量密度有望達到300～400Wh/kg甚至更高;其電化學穩定窗口可達5V以上，可匹配高電壓電極材料，進一步提升質量能量密度;沒有液態電解質和隔膜，減輕電池重量，壓縮電池內部空間，提高體積能量密度;安全性提高，電池外殼及冷卻系統模塊得到簡化，提高系統能量密度。

(3)循環壽命長：有望避免液態電解質在充放電過程中持續形成和生長SEI膜的問題和鋰枝晶刺穿隔膜問題，大大提升金屬鋰電池的循環性和使用壽命。

(4)工作溫度范圍寬：固態鋰電池針刺和高溫穩定性極好，如全部采用無機固體電解質，最高操作溫度有望達到300℃，從而避免正負極材料在高溫下與電解液反應可能導致的熱失控。

(5)生產效率提高：無需封裝液體，支持串行疊加排列和雙極機構，可減少電池組中無效空間，提高生產效率。

(6)具備柔性優勢：全固態鋰電池可以制備成薄膜電池和柔性電池，相對于柔性液態電解質鋰電池，封裝更為容易、安全，未來可應用于智能穿戴和可植入式醫療設備等。

盡管全固態鋰電池在多方面表現出明顯優勢，但同時也有一些迫切需要解決的問題：

固態鋰電池概述

對于全固態電池的研發來說，解決上述問題的核心在于固態電解質材料發展以及界面性能的調控與優化。