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一是高安全性能，传统锂离子电池采用有机液体电解液，在过度充电、内部短路等异常的情况下，电池容易发热，造成电解液气胀、自燃甚至爆炸，存在严重的安全隐患。而很多无机固态电解质材料不可燃、无腐蚀、不挥发、不存在漏液问题，聚合物固体电解质相比于含有可燃溶剂的液态电解液，电池安全性也大幅提高。

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二是高能量密度，固态锂电池负极可采用金属锂，电池能量密度有望达到300～400Wh/kg甚至更高，其电化学稳定窗口可达5V以上，可匹配高电压电极材料，进一步提升质量能量密度；没有液态电解质和隔膜，减轻电池重量，压缩电池内部空间，提高体积能量密度；安全性提高，电池外壳及冷却系统模块得到简化，提高系统能量密度。

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三是循环寿命长，有望避免液态电解质在充放电过程中持续形成和生长SEI膜的问题和锂枝晶刺穿隔膜问题，大大提升金属锂电池的循环性和使用寿命。

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四是工作温度范围宽，固态锂电池针刺和高温稳定性极好，如全部采用无机固体电解质，最高操作温度有望达到300℃，从而避免正负极材料在高温下与电解液反应可能导致的热失控。

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五是生产效率提高，无需封装液体，支持串行叠加排列和双极机构，可减少电池组中无效空间，提高生产效率。

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六是具备柔性优势，全固态锂电池可以制备成薄膜电池和柔性电池，相对于柔性液态电解质锂电池，封装更为容易、安全，未来可应用于智能穿戴和可植入式医疗设备等。

“理论上具有优势，就一定能吸引更多的研发力量和投入，不断解决其中存在的问题，这对于固态电池向新能源汽车应用靠近是有利的；但是固态电池在技术上仍有一些有待解决的问题，这也是固态电池实现应用的瓶颈。”吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室教授、博士生导师袁宏明在接受《中国汽车报》记者采访时表示，解决固态电池的应用技术问题是当务之急。如固体电解质材料离子电导率偏低；固体电解质、电极间界面阻抗大，界面相容性较差；材料在充放电过程中体积膨胀和收缩，导致界面容易分离；质量能量密度需进一步提升；体积能量密度需进一步提升、制备成本高等技术问题，都迫切需要研究突破。

记者在采访中了解到，目前全球各大车企和电池厂商们使用的聚合物、氧化物、硫化物等固态电解质均存在这样的问题。具体来说，聚合物耐温性不够，稳定性较差、离子电导性偏低。氧化物抗阻能力比较强，但离子电导性也无法达到要求。硫化物虽然电导性不错，又由于材料稳定性不佳，导致离子传输性能欠缺。

事实上，往往一种全新研发的材料从实验室走向市场应用层面，一般需要十年左右的时间。而液态锂电池从上世纪70年代出现，直到20世纪末才投入应用。因此，固态电池技术要实现产业化尚需时日。

“从固态电池的研发和量产现状来看，聚合物基的固态电池已经有小批量装车示范，但属于实验阶段，有待解决的技术问题还不少。乐观估计，严格按照车厂车型的开发流程，半固态电池实现批量上车预计还需要一定时间，真正的全固态电池批量装车时间则还可能延后。”傅正文表示。

国际竞争正日趋激烈

“如今，固态电池技术正在成为世界范围内的竞争热点。”刘洪涛介绍，在世界范围内，全球多家车企和电池厂家也发布了固态电池相关的研发进展。目前，丰田、松下、三星、三菱、宝马、大众、现代、戴森等企业均在加紧布局固态电池技术的储备。

据介绍，为使锂电池具有更高的能量密度和更好的安全性，国外锂离子电池厂商和研究机构在固态锂电方面开展了大量的研发工作。

日本更是将固态电池研发提升到国家战略高度。2017年5月，日本经济省宣布出资16亿日元，联合丰田、本田、日产、松下、GS汤浅、东丽、旭化成、三井化学、三菱化学等顶级产业链力量，共同研发固态电池，希望以成熟的固态电池技术在2030年实现800公里续驶目标。

法国Bollore公司的EV“Bluecar”配备其子公司Batscap生产的30kwh金属锂聚合物电池，采用Li-PEO-LFP材料体系，巴黎汽车共享服务“Autolib”使用了约2900辆Bluecar，这是世界上首次用于电动汽车的商业化全固态电池。丰田开发出全固态锂离子电池，能量密度为400Wh/kg，计划在2020年实现商业化;松下的最新固态电池能量密度相对提高了3～4倍；德国KOLIBRI电池应用于奥迪A1纯电动汽车，目前尚未商业化应用。