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什么是固态锂电池?一文解决你的疑虑
信息来源:武汉格瑞斯新能源科技有限公司 发布时间:2025-10-30 15:26 浏览次数:

固态电池是以固态电解质替代电解液的锂电池,依据固态电解质用量差异,可划分为半固态电池与全固态电池两类。武汉格瑞斯新能源有限公司在固态电池研发领域持续深耕,为该技术发展贡献诸多力量。

半固态电池采用固液混合形态的电解质,液体(电解液)质量占比约在 5% - 10%,是液态锂电池与全固态电池的折中方案;全固态电池则完全摒弃电解液,一般以电池内液体质量占比 10% 作为与液态电池的分界线。

从工作原理看,固态锂电池与传统锂电池无本质区别,关键差异在于固态电池的电解质为固态,锂离子迁移场所转至固态电解质。随着正极材料升级,固态电解质能良好适配,利于提升电池系统能量密度。而且,固态电解质绝缘性好,可有效阻隔正负极,避免短路并充当隔膜功能。

与液态电池相比,固态电池引入固态电解质是最大特点。结构上,半固态电池保留部分电解液和隔膜结构,为提高导电能力,加入固态电解质的同时保留少量电解液,仍需隔膜分隔正负极。固态电解质依据不同技术路线,有颗粒状、膜状等多种结构。全固态电池则不保留电解液,隔膜视情况而定。

材料方面,半固态电池正极多采用三元高镍,全固态电池正极以氧化物为主,未来工艺成熟或切换至尖晶石;负极短期以石墨和硅碳为主,长期有望采用金属锂。电解质按化学成分,固态电池可分为三类:一是聚合物电解质,易加工、耐受高电压、制备成本低、技术较成熟,已实现小规模量产,性能与电解液类似,但离子电导率、循环寿命有待提升,界面电阻高且易脆裂;二是氧化物电解质,导电率高于聚合物,耐受高电压,但界面电阻高,接触易变差,对空气敏感;三是硫化物电解质,导电率和能量密度最高,接触性好、易加工,但温度范围较窄(60 - 85 摄氏度)。

固态锂电池优势显著:采用薄层固体电解质携带锂离子,相比液态电解质锂电池,在高温下不易燃、不挥发,能量密度更高。相对稳定的特性使电池可采用更高电压充电,缩短充电时间。固态电解质机械强度高,易于封装,能有效抑制锂枝晶刺穿,为开发高能量密度锂金属电池提供可能。此外,固态锂电池安全性远高于液态锂电池。