固态电池与传统锂电池优缺点分析
来源：宝鄂实业
2019-11-29 19:55
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固态电池发展于20世纪70年代，最早应用于心脏起搏器。固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池，是一种电池科技。固态电池具有不可燃、耐高温、无腐蚀、不挥发的特性。固态电池一般功率密度较低，能量密度较高。
优点：
① 直接使用金属锂做负极，重量轻且能量密度高，保证车辆续航能力。传统锂电池能量密度一般为200KW/kg,而固态电池能量密度可达400KW/kg.
② 固态电解质取代传统隔膜和电解液，电池厚度薄，体积小，质量轻。
③ 固态电池具有极好的柔韧性前景，可以保证其电池性能不衰退。
④ 固态电解质不燃烧，耐潮湿，电池安全系数比传统锂离子电池高。
缺点：生产成本高以及技术研发困难
传统锂电池使用液体电解质，液体电解质易燃、易爆、易挥发，在受到外部撞击或者其他极端情况时，就会发生电池短路，起火燃烧的现象。
新能源汽车国家大数据联盟8月公布的《新能源汽车国家监管平台大数据安全监管成果报告》显示，自5月起，新能源汽车国家监管平台共发现79起安全事故，58%的车辆起火原因是电池问题，86%的涉事车辆使用三元锂电池。市场上目前最常见的是三元锂和磷酸铁锂电池，但由于成本控制、安全、原材料渠道以及补贴政策的退坡等方面的原因，已无法满足当下新能源产业的发展需求。
优点：生产成本低，产品量产大。
缺点：安全系数低，容易爆炸，能量密度局限性大。
从上面的比较中可以看出，固态电池在成本以及技术方面的问题严重阻碍了固态电池的发展，而锂电池在汽车发展中导致的车辆起火问题也严重影响了锂电池的发展，虽然固态电池遭遇了瓶颈，但是在未来的时间里，可以攻克这个问题，然而锂电池的问题最终会导致它被市场所淘汰。
固态电池发展阻力
技术困难：
固态电池在固态电解质的导电率、内阻界面阻抗及相容性上存在着问题，因而固态电池短时间内不能量产应用于市场。
① 固态电解质材料限制大，电池整体阻抗和倍率性能低。固体电解质是固态电池的核心，目前应用的固态电解质有三种体系：聚合物、氧化物、硫化物。这三种固态电解质材料各有优势，然而他们共同的缺点是：低离子电导率。低离子电导率会阻碍锂离子在电池正负极之间的运动，导致锂离子传输速度和效率降低，在高倍率大电流下运动能力变差，电池能量密度和功率密度都将下降。
② 固态电解质与正负极之间以固/固界面的方式接触，接触面积小，界面阻抗大，电池循环寿命、倍率性能差，导致充电速度缓慢。
③ 目前，针对无机固体电解质的测试显示，大部分固体电解质机械性能相对较差，易破碎开裂，导致电池短路，发生泄漏。
成本昂贵：
毋庸置疑，固态电池成本是十分昂贵的，这与固态电解质材料有很大关系，具有良好性能的材料成本昂贵，而成本可接受的材料的导电度与稳定性较差。目前市场上的传统锂电池成本大约在200-300美元/千瓦时，而生产满足智能手机供电需要的固态电池成本则需要1.5万美元(按现有技术条件)，那么可想而知生产满足新能源汽车供电的固态电池成本为多少，据估算(按现有技术条件)成本费用约为9000万美元。
