固态锂电池的比主要优势是什么？
来源：宝鄂实业
2019-09-01 12:46
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安全性能高:固体电解质具备高热稳定性和致密性
固态锂电池可从根本上解决液态的安全隐患。全固态锂电池采用固体电解质，固体电解质一般由有机、无机化合物合成，熔点、沸点均较高，大部分材料不可燃，不含有任何低闪点、易燃易爆的有机溶剂，解决了电解液的易燃性。
同时，固体电解质薄膜致密无孔，机械强度较高，有效抑制负极锂枝晶刺穿造成短路的问题。在热稳定性和电化学稳定性方面也比电解液更好，能够承受住实际使用过程中出现的极端情况，比如碰撞、挤压等，极大的提升了锂电池的安全性能。
能量密度高:可采用金属锂做负极，有望提升40%-50%能量密度
金属锂比容量高，接近石墨负极的10倍。锂金属具备极高的容量，理论值达到3860mAh/g;石墨的理论容量只有372mAh/g，目前能实现的可逆容量有365mAh/g，高容量的硅基负极材料容量能达到1000-1500mAh/g，但在脱嵌过程中会发生较大的体积膨胀和收缩，实际中很难有效发挥出来，仅能达到420-450mAh/g。金属锂即使只发挥出50%的有效容量，也远高于石墨和硅基负极。虽然真正决定电池容量的材料是正极，但负极容量越高，越可以有效减少单位Wh负极材料的使用量，提升体积和质量能量密度。
金属锂负极不适用于液态锂电池。金属锂本身可以充当“锂源”，是非常理想的负极材料。最早在20世纪60至70年代，学术界便开始研究金属锂做负极的锂电池。但由于采用电解液，存在较大问题难以解决，即循环过程中会形成锂枝晶，刺穿隔膜导致短路，同时锂枝晶与电解液反应，循环寿命衰减严重，导致学术界转而研究比容量更低的碳作为嵌锂的负极材料。
固态锂电池可以使用金属锂作负极，相同正极体系下能量密度有望提升50%以上。在使用固体电解质的同时，可以采用目前的正负极材料体系，由于固体电解质较高的机械强度和韧性，以及致密的薄膜结构的特点，可以直接采用金属锂做负极，有效防止电解液对金属锂的腐蚀，锂枝晶刺穿隔膜导致短路的问题，有望在当前正极材料体系下，进一步提升电芯能量密度。
固态锂电池提升电池PACK能量密度，降低电池成本。传统液态锂电池由于内部含有流动的电解液，在电芯生产环节中，需要将多个正极/隔膜/负极片并联后，注入电解液，封装，焊接集流体接头。下一步电池PACK生产环节中，再将已封装好的多个电芯串联，同时由于高温下易燃易爆的电解液存在，需要额外添加冷却系统。
全固态锂电池制备过程中，由于不存在流动的电解液，电芯生产环节中，可以多层正极/固体电解质/负极材料致密堆积，串联叠加之后再封装焊接，节省电池内部空间，提高单体电芯的电压和能量密度。在电池PACK生产环节中，将单体电芯外部并联。由于固体电解质热稳定性较高，甚至在高温下电导率更优异，因此不需要额外添加冷却系统，在能量密度和成本上都具备一定的优势。
