什么是固态锂电池？固态电池其高能量密度主要因为什么？

能源危机，新能源，新能源汽车，一个个新时代的词语迸发出来。

事实上，智能电气时代真正的到来就那么的不经意。如同私人电脑随着window不停的推广开来的时代一样，锂电池出现在日本泡沫商业时代的后期--Sony公司。它的推广和出现，摧毁了如日中天的镍氢电池。如同燃料电池和锂离子电池现在的对立，当年镍氢电池也是H+作为载流子和锂离子电池以Li+作为载流子相互抗衡。然而能量密度的差距在消费类电子中，给镍氢电池留下的仅仅是安全的优点作为遮羞布。锂离子电池霸占了3C类电子,如同铅酸电池霸占了低端电子市场。锂离子电池又想进入动力电池领域，想取代内燃机作为交通工具的心脏。然而，对安全性和能量密度极高的要求，电动车不断地碰壁。“锂离子电池的新能源车，不吹不黑，能不能大规模应用？”的问题困扰着不只是消费者和企业家，还有科研人员。所以，固态锂电池应运而生。但是固态锂电池能不能行？能不能解决锂离子电池中的安全性和能量密度的问题？固态锂电池能不能商业化？本文将带大家领略电池的新纪元--固态锂电池。

作为电动汽车的心脏，锂离子电池工作的基本原理一直没有变化。随着充放电的不断进行，锂离子在正负极之间来回摇摆。这种来回的摇摆，又被成为摇椅式电池。该电池的发明要归功于日本sony公司的几个大牛（石墨负极）以及goodenough先生（LiCoO2正极）。

固态锂电池主要是指以固态电解质为主的锂电池。根据电解质的状态有分为全固态锂电池，和准固态锂电池。根据负极材料的种类不同也可分为固态锂离子电池，和固态锂金属电池。

固态锂电池的基本原理与锂离子电池一样，只是本为液态的电解质和塑料隔膜全换成或者部分换成固态电解质。

固态锂电池的优点主要有安全性能要高于液态电解质的电池，主要是因为锂电池的发生起火爆炸主要是由于正负极因为种种原因短接发生的热失控现象。而固态电解质由于自身的高强度，避免了正负极短路，从而提升电池的安全性能。（但是这些话是科研人员自己说的，是不是真的，还需要大量的实验和实例去证明）

固态电池还有一个比较重要的优点就是高能量密度，其高能量密度主要因为固态电解质可以使整个电池体系做得非常的紧凑。

但是这两个“优点”弥补了锂离子电池在动力电池中的应用的困境。高的安全性能可以让觉得新能源车不安全的人们放心使用，高能量密度可以让觉得新能源车跑不远的人们放心飚车。

所以固态锂电池形成了下一个风口。

有人说过站在风口，谁都可以飞，包括猪。

作为起飞元年，2019年（快到了），让我们看看有哪些想要飞的人（公司）。几家车企（Toyota, BMW, BYD）,几家新企（qingtao, Yidao）想飞。

但是专利数量上的飙升说明国内对固态电池的应用前景有所看好。并且以国内人员的想法，一定是国外人掌握的技术，我们中国人不一定能掌握，但是中国人自己能掌握的技术，我们一定也能。大家一起上。

所以我认为锂电池的新纪元将要开启--固态锂电池。

实际上液态锂电池的制备工艺不难，制备条件不高。

君不见深圳捣毁小型制备锂电池窝点，搜到电池20万枚。。。

简单介绍一下，液态锂电池（18650电池）的制备工艺（跟瓦匠的活基本一样）：将买的正/负极材料（就是黑黑的粉末）按比例与胶，炭黑像混水泥一样在其他溶剂中混好，拿涂布机（瓦刀）将匀浆分别涂在铜箔或者铝箔上，烘干。将正负极片，夹着隔膜，对好，留出极耳，卷起来，放到壳子里。注入电解液，封口，充电就能用了。

但是固态电池将会更为简单。直接压好就行了。

但是为何ATL(CATL)能做成电池制造商的老大。那就是工艺对性能影响的原因了。

主要是固态电解质的离子电导率不行。液态电解质的锂离子电导率为10^-2/10^-3 S/cm，固态电解质的离子电导率最好的才能到10^-3 S/cm。这还是实验室的水平。

更为关键的是固态电解质与正负极材料的接触问题--界面电阻大。固体材料的接触不如液体，液体具有流动性，所以固体材料想要接触就需要使劲压，

或者换种思路-比如加点电解液，这就是全固态电池与准固态电池的区别了。

现在能够做的非常不错的就是这种准固态电池。

准固态电池很快将会与大家见面--名称也会挂上固态电池的大名。
目前，应用在电动自行车上的锂电池的有三元锂电池和磷酸铁锂电池，18650圆柱和聚合物软包，但主流是18650圆柱三元锂。三元锂电池的工作电压区间是2.5V-4.2V，标称电压3.6V，锂电池组是根据电压的容量的使用要求，进行很多个电池串并组合而成，比如，单个容量2Ah的电池，如果需要组合成36V/10A的电池组，那么就需要并5个，然后这样串10个，一共需要50个18650；锂电池最怕的是过充和过放，所以电池组和外倍电路要通过一个保护电路，限制电池的上限和下限工作电压。多个电池的串并对电池的一致性要求很高，就是说单个18650电池的容量，内阻，放电平台都要一样；但是话又说回来，这个世界永远找不到一模一样的两片树叶，所以要电池做的一样是绝对不可能的，我们允许有一定的差距，但每个厂家的标准都有所区别，所以品质也存在参差不齐。