锂离子电池发展仍然困难重重

锂电池发展到今天，几乎已经渗透到了我们日常生活之中，随处可见的数码产品无不采用锂电池作为能量来源，锂电池促进了相关产业的发展，也给人们日常生活带来了更多的便利，但几乎每年都出现过锂电池自燃甚至爆炸等安全事件，传统锂电池在日常使用中仍然有很大的安全隐患。

尽管传统锂离子电池中的液体电解质能够提供较高的电导率以及良好的界面接触，但其易泄漏、易挥发、易燃、安全性差等问题阻碍了电池的进一步发展。而固态锂电池因其良好的安全性能、柔顺性、能很好地抑制锂枝晶现象等的优势，受到了广泛的关注。

其实固态锂电池的研发早已开始，1973年，Fenton等人发现通过将PEO与碱金属钠盐络合可以形成具有离子导电性的电解质；1979年，Armand等人正式提出将聚合物电解质用于锂离子电池固态电解质，从此锂电池用全固态聚合物电解质引发了国内外的广泛研究。

这一般被称作第一代固态电池，也叫做有机聚合物电解质电池，但因其电导率实在是太低以及氧化电位窗口不高的问题，仅能产出一些容量十分小的电池产品，现在大多数已经淘汰。

到了第二代，也叫做凝胶聚合物电解质电池，在第一代以及别的改良基础上，用增塑剂在聚合物之中“造孔”，使得电解液在其中“流动”以增大电导率，其中虽然有液体，但实际上并不能流动，整体更像是胶状，也是凝胶电池的名称由来。

要注意的是：一些锂聚合物电池的定义是正极材料、负极材料与电解质材料中有一项是高分子材料，这种定义下的锂聚合物电池有可能正极是高分子材料，而电解质依旧是液体。

第三代，便是真正的全固态电池，目前全球有很多企业都在研究，并做出了不少样品，可惜暂时没有商用成果。

那么锂离子电池、锂聚合物电池、凝胶电池和固态电池，究竟是什么关系？确切的说，凝胶电池属于锂聚合物电池这一大类，归属于固态锂电池，而固态锂电池与液体锂电池（传统锂电池）区别于之前的镍氢电池等都叫做锂离子电池。

目前的锂聚合物电池还不能叫做全固态电池，除了结构差异外，是因为其综合性能达不到人们的预想，工信部颁布的《中国制造2025》指明：“到2025年、2030年，我国动力电池单体能量密度分别需达到400Wh/kg、500Wh/kg。”指标分别对应当前乘用车动力电池单体平均水平170Wh/kg的2-3倍。

科学界尝试过很多种增加锂聚合物电池性能的方法，凝胶电池的“加入增塑剂”只是其中一种方法，除此之外还有共混、共聚、交联、有机无机复合等手段，因其方法的不同，电池的各方面性能也不同。

但随着科学发展，人们的视野已经远离了普通聚合物材料，Li-S材料、氧化物材料以及石墨烯等等都成为了热门的研究方向，说不定就会成为未来全固态电池的一个突破口，愿科技改变生活！