問(wèn) 什么是全固體電池？

答 正負(fù)極之間沒(méi)有電解液，只有電池隔離膜的電池。目前豐田、寶馬、日產(chǎn)等汽車企業(yè)都把固體電池作為EV的殺手锏在大力開(kāi)發(fā)之中。2017年12月21日本田也宣布正在開(kāi)發(fā)用于汽車長(zhǎng)距離行駛的全固體電池。

問(wèn) 為什么能夠不使用電解液？

答 以鋰離子2次電池為代表的搖擺電池(Rocking chair battery)中，電解液和電極之間不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（氧化還原反應(yīng)），所以從原理上來(lái)說(shuō)不需要電解液。

問(wèn) 為什么現(xiàn)在固體電池?zé)崞饋?lái)了？

答 固體電解質(zhì)的研究雖然已有20多年，但是一只未能找到超過(guò)電解液的鋰離子順暢通道，直到2011年以后才取得了多個(gè)重大進(jìn)展。

問(wèn) 用固體材料做通道的優(yōu)點(diǎn)和有待解決的課題都有哪些？

答 請(qǐng)看下圖

問(wèn) 為什么通道采用固體材料就能提高能量密度？

1）可以使用容量密度更高、電勢(shì)更高的材料。

電解質(zhì)變?yōu)楣腆w材料后，不易出現(xiàn)電極材料溶解現(xiàn)象。而且與電解液相比，有許多電化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定性較高的固體材料可以用作電解質(zhì)，從而使得電解液時(shí)代無(wú)法使用的高輸出電壓、或者大電流容量密度的正極或負(fù)極材料都有了使用的可能。

目前已經(jīng)開(kāi)出正極采用硫，負(fù)極采用金屬鋰的全固體鋰硫電池；還有采用FDK和富士通研究所共同開(kāi)發(fā)的焦磷酸鈷鋰（Li2CoP2O7）材料作為正極，實(shí)現(xiàn)5V左右全固體電池的報(bào)告。

2）電池包裝可以簡(jiǎn)化

沒(méi)有了漏液?jiǎn)栴}，安全性能提升，過(guò)去為了確保電池安全而采用的包裝、治具、冷卻裝置等都可以簡(jiǎn)化。同樣容量的電池可以做得更加小巧。

3）可以設(shè)計(jì)出更加新穎的電池單元

比如，可以將電極和固體電解質(zhì)做成薄膜狀并多層疊加，從而大幅提高電極利用效率的設(shè)計(jì)出多層電池。

已有研究報(bào)告指出，即便使用現(xiàn)有電極材料，使用固體材料作為電解質(zhì)后，在理論上也有可能實(shí)現(xiàn)目前電池約2倍體積能量密度的電池。

問(wèn) 都有哪些公司正在研發(fā)全固體電池？

答 如下圖。除了一些傳統(tǒng)電池企業(yè)外，更多的是新入企業(yè)。尤其是半導(dǎo)體關(guān)聯(lián)企業(yè)以及被動(dòng)元件企業(yè)，其產(chǎn)品化時(shí)間表相對(duì)較早。而那些人才流出企業(yè)對(duì)于全固體電池的開(kāi)發(fā)卻不那么積極。