固态电池技术原理？ 固态电池为什么这么难突破？

一、固态电池技术原理？

传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为电解质（液态）。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程便完成了。

固态电池的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。

不仅如此，固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。

二、固态电池为什么这么难突破？

目前，有四大难题阻挡了固态电池发展的脚步，其一是缺乏高效的电解质材料，固态电解质是固态电池的主要材料之一，虽然在固体锂离子导体的单一指标上有所突破，但是综合性能未达到大规模储能需求，这是目前固态电池的固体电解质性能短板。

其二是固体电解质和电极的界面处理，可能大家不知道固态电池的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，导致在充放电过程中电解质体积的变化容易破坏界面的稳定性。另外，还有电极内部等因素会影响到固态电池的性能。

其三是使用周期不稳定，由于固态电池在使用过程中让其内部结构和界面随着使用的时间而发生退化，影响到了固态电池的综合性能，让电池的寿命长短充满了不确定因素。

其四是固态电池的原材料成本问题，其中使用的锂硫化物的价格比较贵，是目前液态电池中碳酸锂材料的五到十倍左右，并且固态电池比较“金贵”，对生产环境和原材料纯度要求极高，这就让厂家对前期的投资比较“肉疼”。

值得一提的是，今年电池上游原材料一直在涨价，让各个厂家和车企苦不堪言，在此环境下，只有资金雄厚的厂家才舍得下血本研究，就算能量产出来，也是豪华车型才能搭载如此昂贵的固态电池。

所以各个厂家和车企想要让固态电池发挥进去高速阶段，就必须先解决这四个难题，将这些拦路虎解决了，固态电池才能慢慢加速。

三、电池技术什么时候突破？

短期内基本没有革命性突破的可能，目前的技术无非是对现有的各种电极材料进行改性，开发出一种新材料并达到产业化非常困难，几年内不可能实现。

磷酸铁锂电池同样是锂离子电池一种，它的比容量相对较高，结构稳定，安全性好，放电曲线非常平滑，因此被认为是动力电池最热门的正极材料。然而它的缺点同样突出，低温性能很差，大电流放电性能不高。魅族的M8曾经采用过比亚迪的磷酸铁锂电池，经常有用户报告说冬天电池突然掉电至10%，被称为“电池门”，我怀疑这是磷酸铁锂在低温下性能大幅下降导致，比亚迪在这方面技术还不大成熟。

而且，磷酸铁锂材料本身安全性好，并不代表磷酸铁锂电池的安全性好。磷酸铁锂电池已经有过好几起燃烧爆炸的案例。目前电池安全性的瓶颈在负极，也就是石墨。

关于快充，上面提到MIT教授Ceder于2009年发表的那篇文章。这篇文章当时引起很大争议。07年投稿Nature，09年才发表，科学界看法不一。发表之后，锂电大牛，也是磷酸铁锂材料的发现者Goodenough老先生曾经提出14点予以批驳，其中大部分疑问是合理的。因此，我的观点是这一技术不可能商业化。而快充本身，过大的电流更容易导致电池内部电极结构遭到不可逆破坏，造成容量衰减。我认为，快充是以寿命换时间，不可取。

我赞同赵世奇的说法，要想延长待机时间，短期内可能还是要靠芯片厂商在降低功耗方面的努力。

四、丰田固态电池技术解析？

丰田固态电池技术是针对电动车行业的一项重要技术，旨在提高电池容量和充电速度，降低成本和安全风险。固态电池是一种使用固态电解质而不是液态电解质的电池。以下是丰田固态电池技术的一些特点和优势：1. 高能量密度：丰田的固态电池技术可以实现更高的能量密度，即单位体积内存储更多的能量。这意味着电池可以具备更长的行驶里程。2. 快速充电：与传统的锂离子电池相比，固态电池充电速度更快。丰田固态电池技术可以在几分钟内实现充电，大大缩短了充电时间。3. 高安全性：固态电池的固态电解质可以大大降低火灾和爆炸的风险。丰田的固态电池技术采用了防火防爆设计，提高了电池的安全性能。4. 长寿命：固态电池技术可以提供较长的电池寿命，减少了电池更换的频率，降低了维护成本。5. 环保性：丰田固态电池技术使用了更环保的材料，如固态电解质和可回收的阴阳极材料。这有助于减少对稀有金属的依赖，并减少电池的环境污染。丰田固态电池技术目前还处于研发阶段，但已经产生了许多潜在的商业化应用前景。这项技术有望推动电动车市场的发展，提高电池性能，并改善电动汽车的可接受性和实用性。

五、国内固态电池技术现状？

国内固态电池技术处于发展初期，商业化产物技术发展程度不高，大多数固态电池都处于不成熟、样机开发阶段。固态电池产业链仍落后，成熟的产业链标准尚未形成，特别是原材料方面，传统化学原材料及元件体系支撑不够坚实。同时，目前固态电池所取代的传统锂电池性能提升不大，对于固态电池能够取得更高的能量密度和更长的使用寿命发展要求更高，替代性不明显，技术发展难度较大，改良、收缩、提升仍然艰难。

然而，固态电池在安全性、环保方面以及能量密度、电压等方面的性能要求都能满足，因而其应用前景广阔，特别是在汽车、微型电动车领域潜力巨大。政府出台的多项发展政策和财政投入也为固态电池技术的进一步发展提供了有力的支持。

针对固态电池产业链落后的问题，应该重视对有效的产业链优化、升级，可以重点针对原材料、元件体系等进行优化，并针对市场需求规划产品生产，使得研发及生产节点上能够快速跟上市场发展。同时，应加强对固态电池工业的发展，着力搭建技术研发体系，完善法律体系，发展先进的财务机制和商业模式，加快固态电池产品商业化，推动技术革新和电池应用的发展。此外，应加强相关技术研发，将固态电池技术和其它有关技术相结合，可以把握固态电池技术发展的良机，实现多种功能，以期提高固态电池的性能和应用效果。

六、固态电池的技术路线？

当下的固态电池行业，主流的技术路径有三种，分别是：聚合物、硫化物、和氧化物。

①聚合物：是最早实现固态电池装车测试的。优点是易加工，与现有的液态电解液的生产设备、工艺都比较兼容，机械性能好且比较柔软。但它的缺点也十分致命，首先是电导率太低，需要加热到60度高温才能正常工作；其次是与锂金属的稳定性较差，无法适配于高电压的正极材料，所以限定了它的能量密度。聚合物的性能上限较低且热稳定性普遍在200度以下，氧化物与硫化物的热稳定性可较轻松达到400-600度，而聚合物在高温下也会发生起火燃烧的现象，安全的问题并未得到太大改善。因此，聚合物虽然是三条技术路线中最早开始推进商业化应用的，但到现在也没有大面积铺开。

②硫化物：是三种材料体系中电导率最高的，并且电化学稳定窗口较宽，但热动力稳定性较差，所以如何保持高稳定性是一大难题。一种解决方法是进行外层涂覆，但这又增加了电池的电阻。另外，硫化物至今仍然无法避免锂枝晶的产生。在生产层面，硫化物固态电池的制备工艺比较复杂，因为硫化物容易与空气中的水、氧气反应产生硫化氢剧毒气体。这个问题可以在工艺上解决，但会增加不小的成本。综合来看，硫化物是全固态电池中潜力最大的，诸多动力电池巨头选择其为主要技术路径。其中丰田最为激进，拥有全世界最多的固态电池专利。

③氧化物，它具有较好的导电性和稳定性，并且离子电导率比聚合物更高，热稳定性高达1000度，同时机械稳定性和电化学稳定性也都非常好。但相对于硫化物，电导率还是偏低的，这使得在性能中会遇到容量、倍率性能受限等一系列问题。更严重的一个问题是，氧化物非常坚硬。氧化物的颗粒是以点接触形式存在，用氧化物做成的全固态电池将是一个孔隙率非常高的电池，这些孔隙就无法导锂。这些问题导致氧化物体系不大可能是全固态电池。目前国内在研发的其实是固液混合方向，既有氧化物的固态电解质层，又有电解液浸润，这样能够填充孔隙，让它有完好的导锂通道。

七、固态电池的技术难点？

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固态电解质材料中的锂离子电导率偏低，固态电解质有三种，聚合物电解质需要加热到60℃才可以获得足够的导电率；氧化物电解质中锂离子的电导率比液态要低很多；硫化物电解质中的锂离子导电率跟液态相近但是易氧化产生有毒气体。

固-固界面接触难题，内阻较大，循环性能、倍率性能差。

固态电解质与正负极的界面接触性和稳定性差，导致内阻加大，循环性能变差。

固态电解质中的锂反复充放电的循环性和安全性还需要继续研究。

固体电解质成本较高，全固态电解质锂电池制作工艺复杂，也使得固体电池成本高昂。

八、新能源电池技术还能突破吗？

1. 可能会突破2. 因为新能源电池技术一直在不断发展和改进，科学家们一直在进行研究和实验，不断尝试新的材料和技术，有可能会取得新的突破。3. 目前已经有一些新的材料和技术被应用到新能源电池中，比如钠离子电池、固态电池等，这些技术的应用有望提高电池的能量密度和循环寿命，使得新能源电池更加可靠和实用。同时，科学家们还在探索新的材料和技术，比如基于纳米技术的电池、基于生物质的电池等，这些技术的突破有望推动新能源电池技术的发展。

九、电车电池技术还要多久才能突破？

2025年，具备一般性价比的纯电动轿车合理的里程是300-400公里。但2030年，最大的技术突破将体现在电解质上，固态电池会规模产业化，电池单体比能量有望冲击500瓦时/公斤。2030年，常规的性价比车型，续航里程应该可以达到500公里以上。

十、电动汽车电池技术何时突破？

电动汽车的电池技术，如果仅仅在锂电池上突破的话，个人认为3年以内就有突破，但是要达到革命性或者颠覆性的技术或者新材料出现的话，还需要20年左右的时间。

工业革命的周期的跨度越来越小，第一次工业革命到第二次工业革命用了近100年时间再到第三次工业革命也用了100年时间，目前我们正处于第四次工业革命，以人工智能和互联网为代表的。