固态电池或取代锂电池成为主流

作为电动汽车的“心脏”，动力电池备受瞩目。锂离子电池因其具有能量密度高、自放电率低、循环效率高，循环寿命长等特点，受到了新能源汽车产业的欢迎，取得了长足的发展。

但目前的锂离子电池技术尚未成熟，安全性不稳定的问题仍然存在。最近频发的起火事件，让人对锂离子电池的安全性产生了怀疑。而固态电池技术有望成为破解电动车安全问题的新选择。

近年来大型动力电池事故频发，很大程度上是由于电池内部使用液态电解质。商用的锂离子电池一般都采用有机液态电液，易燃烧，还可能渗漏液体，造成环境污染。固态电解质不易燃，还不会产生液态电解液，因此不带腐蚀性。用固态电解质代替液态电解液，是公认的可以提升锂电池安全性能最为有效的方法之一。

固态锂电池已进入全球加快布局和研发的阶段，很多著名机构都在开发固态锂电池。包括韩国三星、日本丰田和我国宁德时代在内的众多电池和汽车厂商，都加大了固态电池研发投入，已有部分电池进入装车测试阶段。尽管前景可期，但由于技术和工艺上的种种问题，发展固态电池的道路绝非一帆风顺。

现今固态电池采用的固态电解质普遍存在性能短板，距离高性能锂离子电池系统的要求仍有不小的差距。固态电解质和电极的界面处理也是固态电池目前面临的一大难题。在固体电解质中锂离子传输阻抗很大，与电极接触的刚性界面接触面积小，在充放电过程中电解质体积的变化容易破坏界面的稳定。

此外，在固态锂电池中，除了电解质和电极之间的界面，电极内部还存在复杂的多级界面，电化学以及形变等因素都会导致接触失效影响电池性能。

长期使用时稳定性不理想也是长寿命储能固态电池发展的瓶颈。固态电池在服役过程中结构与界面会随时间发生退化，但退化对电池综合性能的影响机制尚不明确，难以实现长效应用。

只有从根本上解决了关键材料和界面问题，才能开展系统的工艺研究，从而满足单电池的性能要求。目前，各种新技术“百家争鸣”，一些固态电池技术有了最新突破。

在固体电解质材料上，业内发现基于石榴石结构的锂镧锆氧（LLZO）固体电解质体系的固态电池具有优异的循环性能和倍率性能，它也因此成为一大技术热点。LLZO是一种性能优异的填料，能够提高聚合物基复合固态电解质的性能。基于LLZO的固态电池循环1000次后容量仍能保持81%。

另一种电解质材料思路是使用刚性的聚合物骨架和无机颗粒与柔性的聚合物离子传输材料融合。通过聚合物和聚合物之间，以及聚合物和无机颗粒之间的路易斯酸碱相互作用，可为锂离子传输创造新通道，大幅提升电解质的综合性能。

界面处理的研究热点主要集中在界面设计及修饰层上，目前凝胶化的界面设计已经取得了较好成果。通过凝胶态的聚合物对界面进行修饰，增加接触面积的同时还可以缓冲循环过程中的体积效应，在室温下经过300次循环，基本无退化，这样的结构设计较好地改善了电池性能。

总的来说，对于固态电池的研究，目前还是偏学术多一些，在产业化方面，因为一些关键技术涉及到各个企业核心技术而无法获取，导致基于工程化应用方面的技术还是需要进行进一步探究。