什么是全固態(tài)鋰電池？

全固態(tài)鋰電池，是一種使用固體電極材料和固體電解質(zhì)材料，不含有任何液體的鋰電池，主要包括全固態(tài)鋰離子電池和全固態(tài)金屬鋰電池，差別在于前者負(fù)極不含金屬鋰，后者負(fù)極為金屬鋰。

傳統(tǒng)液態(tài)鋰離子電池與全固態(tài)鋰離子電池從出現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)來(lái)看，全固態(tài)金屬鋰電池要早于液態(tài)鋰離子電池，只不過(guò)在早期，全固態(tài)金屬鋰電池的電化學(xué)性能、安全性、工程化制造方面一直無(wú)法滿足應(yīng)用要求。液態(tài)鋰離子電池通過(guò)不斷改進(jìn)，綜合技術(shù)指標(biāo)逐漸滿足消費(fèi)電子類市場(chǎng)應(yīng)用需求，后來(lái)被更多的市場(chǎng)所接受。從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，相比液態(tài)鋰離子電池，全固態(tài)金屬鋰電池有可能具有安全性能好、能量密度高和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。近年來(lái)，固體電解質(zhì)材料，特別是硫化物電解質(zhì)材料在離子電導(dǎo)率方面取得了重大突破，因此全固態(tài)鋰電池技術(shù)漸漸開始引起世界范圍內(nèi)的研發(fā)機(jī)構(gòu)和大型企業(yè)的重視。

全固態(tài)鋰電池的分類：

伴隨著全固態(tài)鋰電池?zé)岬呐d起，各種“全固態(tài)”或“固態(tài)”概念的鋰電池相繼出現(xiàn)，存在著混淆概念的現(xiàn)狀。特將已出現(xiàn)的七類跟固態(tài)鋰電池相關(guān)的概念進(jìn)行了梳理，并進(jìn)行了初步的總結(jié)。

液態(tài)鋰電池：電芯在制造過(guò)程中不含有固體電解質(zhì)，只含有液體電解質(zhì)的鋰電池，包括液態(tài)鋰離子電池和液態(tài)金屬鋰電池。

凝膠電解質(zhì)鋰電池：電芯中液態(tài)電解質(zhì)以凝膠電解質(zhì)形式存在，電芯中不含固體電解質(zhì)，這實(shí)際屬于液態(tài)鋰離子電池范疇。

半固態(tài)鋰電池：電芯電解質(zhì)相中，質(zhì)量或體積的一半是固體電解質(zhì)，另一半是液體電解質(zhì)；或者電芯中一端電極是全固態(tài)，另一端電極中含有液體。

準(zhǔn)固態(tài)鋰電池：電芯的電解質(zhì)中含有一定的固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)，液體電解質(zhì)的質(zhì)量或體積小于固體電解質(zhì)的比例。

固態(tài)鋰電池：電芯中含有較高質(zhì)量或體積比的固體電解質(zhì)，同時(shí)含有少量液體電解質(zhì)的電池，被一些研究人員稱之為“固態(tài)鋰電池”，但這實(shí)際上不是全固態(tài)鋰電池。混合固液鋰電池：電芯中同時(shí)存在固體電解質(zhì)和液體電解質(zhì)。包括前述半固態(tài)、準(zhǔn)固態(tài)、固態(tài)鋰電池等均為混合固液鋰電池的一種。由于不需要人為根據(jù)固液比例分類，也不會(huì)產(chǎn)生歧義，推薦使用這一術(shù)語(yǔ)，也可以稱為“混合固液電解質(zhì)鋰電池”。

全固態(tài)鋰電池：電芯由固態(tài)電極和固態(tài)電解質(zhì)材料構(gòu)成，電芯在工作溫度范圍內(nèi)，不含有任何質(zhì)量及體積分?jǐn)?shù)的液體電解質(zhì)，也可稱為“全固態(tài)電解質(zhì)鋰電池”。能夠充放電循環(huán)的可進(jìn)一步稱為“全固態(tài)鋰二次電池”或“全固態(tài)電解質(zhì)鋰二次電池”。

總結(jié)而言，鋰電池根據(jù)電解質(zhì)不同可以分為液態(tài)鋰電池，混合固液鋰電池和全固態(tài)鋰電池三大類。根據(jù)負(fù)極的不同可以分為負(fù)極為金屬鋰的金屬鋰電池，負(fù)極不含金屬鋰的鋰離子電池。