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液態(tài)電池與固態(tài)電池
簡單來說,，固態(tài)鋰電池是一種使用固態(tài)電解質(zhì)的電池，而液態(tài)電池使用的是電解液,。
構(gòu)造
相比液態(tài)鋰離子電池,，固態(tài)鋰電池構(gòu)造簡單。固態(tài)電解質(zhì)除傳導(dǎo)鋰離子,，也充當(dāng)了隔膜的角色,。因此，在固態(tài)鋰電池中,，電解液,、隔膜與粘結(jié)劑PVDF等都不需要使用。
工作原理
兩者工作原理相同,。
充電時(shí)，正極中的鋰離子從活性物質(zhì)的晶格中脫嵌,，通過固體電解質(zhì)向負(fù)極遷移,，電子通過外電路向負(fù)極遷移，兩者在負(fù)極處復(fù)合成鋰原子,、合金化或嵌入到負(fù)極材料中,。放電過程與充電過程相反，此時(shí)電子通過外電路驅(qū)動(dòng)電子器件,。
電解質(zhì)
液態(tài)鋰電池的電解質(zhì)是液態(tài)的,，而固態(tài)鋰電池主要采用固態(tài)電解質(zhì)，如聚合物,、無機(jī)物,、復(fù)合型電解質(zhì)等。
正極材料
目前,，液態(tài)鋰電池的正極材料主要有鈷酸鋰,、錳酸鋰、鎳鈷錳三元材料,、磷酸鐵鋰四種,。而固態(tài)鋰電池除傳統(tǒng)正極材料外,，還能兼容更高電壓的氧化物正極、高容量硫化物正極等,。
負(fù)極材料
石墨類碳材料一直處于負(fù)極材料的主流地位,，除傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料外，固態(tài)鋰電池還在開發(fā)應(yīng)用其他高性能負(fù)極材料,，包括金屬鋰負(fù)極,，硅基、錫基負(fù)極以及氧化物等負(fù)極,。
公開資料顯示,，當(dāng)前采用三元正極材料和石墨負(fù)極材料的液態(tài)動(dòng)力鋰電的能量密度極限在280Wh/kg左右，而引入硅基復(fù)合材料替代純石墨作為負(fù)極材料,，動(dòng)力鋰電的能量密度有望做到300Wh/kg以上,，上限約為350Wh/kg。
液態(tài)電池仍居穩(wěn)定地位
整體來說,，中國鋰離子電池發(fā)展形勢趨于穩(wěn)定,，產(chǎn)業(yè)鏈也非常完整。但不可否認(rèn),，液態(tài)電池正面臨產(chǎn)能過剩的問題,。
一方面，原材料漲價(jià)（去年鋰漲價(jià),，今年鎢漲價(jià)）,；另一方面，去年電池極度緊缺,，在國家強(qiáng)制政策的刺激下才導(dǎo)致過剩的現(xiàn)象,。
但過剩有一個(gè)好處，因?yàn)樾履茉雌嚞F(xiàn)在還依賴于補(bǔ)貼,，中間過剩的狀態(tài)會(huì)產(chǎn)生長效的競爭,，這將有利于行業(yè)整頓。
眼看新能源汽車的口號(hào)越喊越響,，不少汽車廠商紛紛涉足電動(dòng)汽車領(lǐng)域,。汽車產(chǎn)業(yè)本身的要求是安全性、可靠性,，雖然液態(tài)電池的能量密度和安全性能都比液態(tài)電池好些,，但未來五到十年內(nèi)，固態(tài)電池（如鋰硫電池,、鋰空氣電池時(shí)間）還不足夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化,。所以，就目前情況來說，液態(tài)電池仍處于穩(wěn)定的地位,。
豐田,、寶馬開始研究固態(tài)電池
目前增加電池續(xù)航能力的方法有兩個(gè)：
1.像特斯拉那樣將汽車放在電池上，整個(gè)地盤都是電池,。7000多節(jié)鋰離子電池帶來了400km的續(xù)航能力,，但復(fù)雜的電池管理技術(shù)制約了電池組的生產(chǎn)；
2.通過增加電池密度的方法來提高電池容量,，這需要使用較薄的隔膜,。三星Note7之所以爆炸就是因?yàn)闆]有控制好薄膜的厚度，進(jìn)而引發(fā)了電池的短路,。
綜合看來,， 現(xiàn)有的方法都不是最佳選擇，開發(fā)新的電池技術(shù)就刻不容緩,。
據(jù)悉,，豐田汽車目前正在研發(fā)全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)汽車，該電池不僅能提升汽車?yán)m(xù)航能力,，還具備更快的充電速度,。當(dāng)然，目前許多廠商已經(jīng)開始銷售新能源汽車,，豐田也不會(huì)苦等固態(tài)電池,。豐田打算先基于C-HR車型打造一款采用鋰離子電池的電動(dòng)汽車，該車將于2019年在中國量產(chǎn)并銷售,。
其實(shí)不僅僅是豐田,，寶馬等知名車企都在全力研發(fā)固態(tài)電池。從長遠(yuǎn)來看,，5-10年的時(shí)間有希望迎來電池技術(shù)的全面革新,。
固態(tài)電池，刻不容緩,！
7月27日，英國宣布將于2040年停止銷售汽油和柴油汽車,，以此來減少空氣污染,。據(jù)悉，不止是英國,，挪威,、荷蘭將于2025年禁止銷售燃油車，德國,、比利時(shí)則分別于2030年和2040廢止燃油車,。所以，到2050年，整個(gè)歐盟國家在路上的跑車大概都是新能源汽車了,。
我國又是如何呢,？根據(jù)我國的發(fā)展規(guī)劃，2020年汽車產(chǎn)銷量大概是三千萬輛,，新能源汽車二百萬輛,；2025年，汽車產(chǎn)銷量大概是3500萬輛,，新能源汽車生產(chǎn)700萬,，占20%。
沒有對(duì)比就沒有傷害,，看看這差距,！
另外，就目前水平來說,，液體電解質(zhì)電池能量密度約為300瓦時(shí)每公斤,，而且不會(huì)超過500瓦時(shí)每公斤。2015年,，博士公司做了一個(gè)預(yù)判,，能量密度是現(xiàn)有產(chǎn)品的兩倍以上，成本更低,，一輛用液態(tài)電池只行駛100邁,，用固體電池后可行駛200邁。
除此之外,，鋰電安全一直都是行業(yè)關(guān)心的問題,。由于應(yīng)用端及政策層面對(duì)能量密度的要求不斷提升，三元電池成為主流技術(shù)路線的趨勢已不可逆轉(zhuǎn),。但時(shí)至今日,，困擾三元電池的安全性仍然沒有得到很好的解決。
面對(duì)行業(yè)發(fā)展的痛點(diǎn),，行業(yè)專家,、企業(yè)都在不斷尋找新的發(fā)展思路，電解液就是其中一個(gè)思路,。
電池內(nèi)部構(gòu)造
眾所周知,，電解液是鋰離子電池不可或缺的重要組成部分，是鋰離子電池獲得高電壓,、高循環(huán)性能等優(yōu)點(diǎn)的必備條件,。鋰離子電池通常采用有機(jī)溶劑作為電解液，而這類有機(jī)溶劑極易燃燒,，電池一旦由于內(nèi)短路產(chǎn)生高溫或者火花,，電解液將在瞬間被點(diǎn)燃并導(dǎo)致整個(gè)電池發(fā)生爆炸。
新的思路是，將易燃的液態(tài)電解液變成固態(tài)電解質(zhì),，降低因?yàn)橐兹级鴮?dǎo)致的安全風(fēng)險(xiǎn),，同時(shí)也能獲得更好的性能。隨著新能源汽車的發(fā)展,，高能量密度,、高安全性電池成為市場的必爭目標(biāo)。有專家認(rèn)為,，利用固態(tài)電解質(zhì)替代傳統(tǒng)電解質(zhì)是從本質(zhì)上提升鋰電池安全性的必由之路,。
