导读

时至今日，困扰三元充电机充电蓄电池的安全性依然没有得到很好的处理，就连声称BMS做到全球最好的特斯拉，也是安全事故不断，2017年仅国内就有两辆Model S发作严峻起火事件，三元充电机充电蓄电池的安全性依然遭到我们的质疑。

锂电安全一向都是职业关怀的问题。因为运用端及政策层面临能量密度的要求不断提高，三元充电机充电蓄电池成为干流技能道路的趋势已不可逆转。但时至今日，困扰三元充电机充电蓄电池的安全性依然没有得到很好的处理，就连声称BMS做到全球最好的特斯拉，也是安全事故不断，2017年仅国内就有两辆Model S发作严峻起火事件，三元充电机充电蓄电池的安全性依然遭到我们的质疑。

面临职业开展的痛点，职业专家、企业都在不断寻觅新的开展思路，电解液就是其间一个思路。众所周知，电解液是锂离子充电机充电蓄电池不可或缺的重要组成部分，是锂离子充电机充电蓄电池获得高电压、高循环功能等长处的必备条件。锂离子充电机充电蓄电池一般选用有机溶剂作为电解液，而这类有机溶剂极易焚烧，充电机充电蓄电池一旦因为内短路产生高温或许火花，电解液将在瞬间被点着并导致整个充电机充电蓄电池发作爆破。新的思路是，将易燃的液态电解液，变成固态电解质，下降因为易燃而导致的安全风险，一起也能获得更好的功能。跟着新动力轿车的开展，高能量密度、高安全性充电机充电蓄电池成为商场的必争方针。有专家认为，利用固态电解质替代传统电解质是从本质上提高锂充电机充电蓄电池安全性的必经之路。

美国麻省理工学院博士后王燕（音译）和资料与工程学教授格布兰德·塞达尔表明，固态电解质将是“一个真实的游戏规则颠覆者”，它将打造出一款完美的充电机充电蓄电池——固态电解质充电机充电蓄电池，处理现在锂离子充电机充电蓄电池所面临的绝大多数问题，让充电机充电蓄电池的寿命、安全性以及本钱之间完成最佳平衡。

那么固态电解质充电机充电蓄电池具有怎样的魅力呢？

北京理工大学电动车辆国家工程试验室、我国电工技能学会电动车辆专业委员会委员孙立清曾表明，固态电解质充电机充电蓄电池将是下一个风口，是新动力充电机充电蓄电池未来首要开展趋势。相较于传统锂充电机充电蓄电池，固态锂充电机充电蓄电池的差异在于电解质固态化，理论上存在必定的优势。

图为固态电解质原理图

安全功能高。因为液态电解质中含有易燃的有机溶液，发作短路温度骤升时容易发作焚烧和爆破，需要设备抗温升和防短路的安全设备结构。而固态电解质不可燃、无腐蚀、不蒸发、不存在漏液问题，也克服了锂枝晶现象，因此全固态充电机充电蓄电池具有极高安全性。

能量密度高。现在，商场中运用的锂充电机充电蓄电池能量密度为200Wh/kg，如果选用固态电解质，锂充电机充电蓄电池能量密度根本可达300-400Wh/kg，简直翻了一番。

相对较轻。比较液态充电机充电蓄电池，相同容量的充电机充电蓄电池组，固态电解质充电机充电蓄电池相对较轻。比方特斯拉-松下出产的三元锂充电机充电蓄电池组质量到达900kg，而固态充电机充电蓄电池创业公司Seeo Inc出产的相同容量充电机充电蓄电池组的质量却只有323kg，挨近前者的三分之一。

循环功能强。固态电解质处理了液态电解质在充放电过程中构成的固体电解质界面膜的问题和锂枝晶现象，大大提高了锂充电机充电蓄电池的循环性和运用寿命，抱负状况下循环功能体现优异，能够到达45000次左右。

固态电解质具有更优势的一起，也存在必定的缺陷，这也是将固态电解质充电机充电蓄电池停步于商业化的首要原因。

图为全固态锂充电机充电蓄电池结构示意图以及充电机充电蓄电池功能

界面阻抗过大。与传统锂充电机充电蓄电池比较，固态电解质充电机充电蓄电池的固-固界面存在电极与电解质之间有用触摸较弱，离子在固体物质中传输动力学低一级问题，为了避免因空间电荷层导致的高界面阻抗，专家不断进行试验，希望提前打破。

快充比较难。固态电解质充电机充电蓄电池有倍率功能很低的LiPON系列充电机充电蓄电池（实际上氧化物系统的电解质遍及倍率功能欠安），也能够根据硫系高功能电解质做出高倍率还不错的固态锂硫充电机充电蓄电池。可是总体来说，作为动力电源运用，固态电解质充电机充电蓄电池在高倍率功能方面仍是有许多应战的。

本钱价格高。据了解，液态电解质锂充电机充电蓄电池的本钱大约在200-300美元/千瓦时，如果运用现有技能制作足认为智能手机供电的固态电解质充电机充电蓄电池，其本钱会到达1.5万美元，而足认为轿车供电的固态电解质充电机充电蓄电池本钱更是到达令人咋舌的9000万美元。

其实，固态电解质充电机充电蓄电池并不是新鲜内容。我国工程院陈立泉院士曾表明，如果现在还不布局全固态充电机充电蓄电池，将会失去开展机遇。企业看好固态充电机充电蓄电池的远景，纷繁布局。早在2010年，丰田就一向在固态充电机充电蓄电池范畴默默探究。可是一向没有起色，直到2016年12月份向美国专利局提交的固态充电机充电蓄电池专利总算获批，博得各大版面的头条。

据美国专利局公示的丰田固态充电机充电蓄电池专利申请内容，丰田研制的固态充电机充电蓄电池的电解质由硫化固态电解质资料构成，其间包含锂、磷、硫和碘元素，电极活性资料层则添加了特殊的磷酸酯，改进了充电机充电蓄电池的热稳定性。

技能和资料的前进，让国内外越来越多的安排和企业看到了固态充电机充电蓄电池的光亮远景，纷繁投入到固态充电机充电蓄电池的研制和出产中来，国外在这一范畴起步较早并获得了必定的效果，大致状况如下：

从上表能够看出，聚集固态充电机充电蓄电池不止有国外安排，还包含不少的国内安排。现在国内从事固态充电机充电蓄电池研讨的安排企业首要有中科院化学所、中科院青岛动力所、中科院宁波资料所、宁德年代、中航锂电、珈伟股份、横店东磁、台湾辉能等。这些企业也已获得必定打破，具体状况如下：

珈伟股份：2016年11月15日珈伟股份公司在上海发布了全球首例固态锂充电机充电蓄电池与快充锂充电机充电蓄电池，一起表明，将全力加快固态锂充电机充电蓄电池与快充锂充电机充电蓄电池的合体，将更深一层的安全保证与超强功能合二为一。

宁德年代：宁德年代研制司理郭永胜表明，宁德年代正在活跃布局动力充电机充电蓄电池下一代技能，在固态锂充电机充电蓄电池方面的投入研制比较多，一起也在开发固态充电机充电蓄电池的制作工艺。

此外，横店东磁也表明，将安排研制固态充电机充电蓄电池。

固态电解质作为未来充电机充电蓄电池技能方向之一，尽管在电解质资料以及本钱、工艺上还有相当长的路要走，但面临其巨大的商业价值空间，必定还会有更多充电机充电蓄电池产业链企业投入其间。而跟着研制技能的推进和深化，固态充电机充电蓄电池产业化的脚步也将离我们越来越近。