全固态锂二次电池的潜在优势

全固态锂二次电池的潜在优势

全固态锂离子电池相关于液态锂离子电池的优势包括:

(1)安全性能高

因为液态电解质包含易燃有机溶剂,内部短路温度上升时容易引起燃烧,甚至爆炸,要安装anti-temperature上升,抗短路安全装置结构,这将会新增成本,但是仍然不能完全解决安全问题。特斯拉自诩BMS是世界上最好的，但今年仅在我国就发生了严重的ModelS火灾。

许多无机固体电解质材料不燃、不腐蚀、不挥发、无泄漏问题，有望克服锂枝晶现象。因此，基于无机固体电解质的全固态锂二次电池具有较高的安全性。聚合物固体电解质仍然存在一定的燃烧风险，但也比含有可燃溶剂的液体电解质电池安全。

(2)能量密度高

目前市场上锂离子电池的最高能量密度约为300Wh/kg。关于固态锂离子电池，假如阴极是金属锂，那么能量密度有望达到300-400wh/kg，甚至更高。要注意的是，由于固体电解质的密度高于液体电解质，所以关于正极和负极材料的系统，具有液体电解质的锂离子电池的能量密度显著高于全固态锂离子电池。固体锂二次电池能量密度高的原因是锂金属可用于阴极。

(3)循环寿命长

固体电解质可防止在液体电解质充放电过程中固体电解质界面膜和锂枝晶穿透膜的不断形成和生长，可大大提高金属锂离子电池的循环度和使用寿命。

(4)工作温度范围宽

假如所有的固态锂离子电池都使用无机固态电解质，那么最高工作温度预计会升高到300℃甚至更高。目前，大容量全固态锂离子电池的低温性能有待提高。电池的具体工作温度范围重要与电解液的高低温特性和界面电阻有关。

(5)电化学窗宽

全固态锂离子电池具有广阔的电化学稳定窗口，电位可达5V，适用于高压电极材料，有利于进一步提高能量密度。目前主流的三极电池是在4.2v到4.5v之间。

(6)灵活性的优势

全固态锂离子电池可制成薄膜电池和柔性电池，未来可用于智能可穿戴和植入式医疗设备。与柔性液体电解质锂离子电池相比，封装更简单、更安全。