鋰離子電池發展仍然艱難，全固態電池產業化還遙不可及

鋰電池發展到今天，幾乎已經滲透到了我們日常生活之中，隨處可見的數碼產品無不採用鋰電池作為能量來源，鋰電池促進了相關產業的發展，也給人們日常生活帶來了更多的便利，但幾乎每年都出現過鋰電池自燃甚至爆炸等安全事件，傳統鋰電池在日常使用中仍然有很大的安全隱患。

儘管傳統鋰離子電池中的液體電解質能夠提供較高的電導率以及良好的界面接觸，但其易泄漏、易揮發、易燃、安全性差等問題阻礙了電池的進一步發展。而固態鋰電池因其良好的安全性能、柔順性、能很好地抑制鋰枝晶現象等的優勢，受到了廣泛的關注。

其實固態鋰電池的研發早已開始，1973年，Fenton等人發現通過將PEO與鹼金屬鈉鹽絡合可以形成具有離子導電性的電解質；1979年，Armand等人正式提出將聚合物電解質用於鋰離子電池固態電解質，從此鋰電池用全固態聚合物電解質引發了國內外的廣泛研究。

這一般被稱作第一代固態電池，也叫做有機聚合物電解質電池，但因其電導率實在是太低以及氧化電位窗口不高的問題，僅能產出一些容量十分小的電池產品，現在大多數已經淘汰。

到了第二代，也叫做凝膠聚合物電解質電池，在第一代以及別的改良基礎上，用增塑劑在聚合物之中「造孔」，使得電解液在其中「流動」以增大電導率，其中雖然有液體，但實際上並不能流動，整體更像是膠狀，也是凝膠電池的名稱由來。

要注意的是：一些鋰聚合物電池的定義是正極材料、負極材料與電解質材料中有一項是高分子材料，這種定義下的鋰聚合物電池有可能正極是高分子材料，而電解質依舊是液體。

第三代，便是真正的全固態電池，目前全球有很多企業都在研究，並做出了不少樣品，可惜暫時沒有商用成果。

那麼鋰離子電池、鋰聚合物電池、凝膠電池和固態電池，究竟是什麼關係？確切的說，凝膠電池屬於鋰聚合物電池這一大類，歸屬於固態鋰電池，而固態鋰電池與液體鋰電池（傳統鋰電池）區別於之前的鎳氫電池等都叫做鋰離子電池。

目前的鋰聚合物電池還不能叫做全固態電池，除了結構差異外，是因為其綜合性能達不到人們的預想，工信部頒布的《中國製造 2025》指明：「到 2025 年、 2030 年，我國動力電池單體能量密度分別需達到 400Wh/kg、 500Wh/kg。」 指標分別對應當前乘用車動力電池單體平均水平 170Wh/kg 的 2-3 倍。

科學界嘗試過很多種增加鋰聚合物電池性能的方法，凝膠電池的「加入增塑劑」只是其中一種方法，除此之外還有共混、共聚、交聯、有機無機複合等手段，因其方法的不同，電池的各方面性能也不同。

但隨著科學發展，人們的視野已經遠離了普通聚合物材料，Li-S材料、氧化物材料以及石墨烯等等都成為了熱門的研究方向，說不定就會成為未來全固態電池的一個突破口，願科技改變生活！

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！