消失的电解液

为了弄清楚这些问题，便免不了将液态锂电池和固态锂电池进行各方面的对比研究。

首先二者都是锂电池，原理也相近，区别在于电池构成不同

目前液态锂电池的构成包括正极、负极、电解液、隔膜四大材料。而固态电池的构成包括正极、负极、电解质三大材料。

差别显而易见，固态锂电池是将原本的电解液、隔膜换成固态电解质。

而影响锂电池推广应用的核心要素无非三方面，安全、性能、成本。

首先我们从安全入手，现有的液态锂电池在安全方面长期受人诟病。液态锂电池的工作原理很清晰地解释了为什么。

其的工作原理便是住在负极的锂离子，想去正极家玩。于是，它跳入电解液中，游着游着挤过隔膜中的小孔来到正极家中。

过了一段时间，它玩累了，想要回家，可是却没力气了，这时候需要充电，充上电便有了精神游回自己在负极的家。

但是，要回家不能耽误太久，就需要快点充电，快充的时候温度明显上升，这使得更多的锂离子都想要回家。

然而负极家的床位不够了，无家可归的锂离子只能睡在外面，这边是析锂，逐步形成枝晶锂，便可能刺穿电解液，造成短路，从而引发事故。

想必各位读者对于新能源车着火事件并不陌生。

据市场监管总局数据统计，2020年新能源汽车召回45次，涉及车辆35．7万辆，占全年召回总数量的5．3％，其中因三电系统缺陷召回11．2万辆，占新能源汽车召回总数量的31．3％。

由此可见，动力电池是汽车安全的重要隐患。固态电池的晋级之路便从这里开始。

固态锂电池同液态锂电池有一个很明显的区别便是不使用易燃的电解液，电解液往往是造成新能源车起火的主要原因。

电解液是目前阶段性使用的传导介质，但不意味着最优，其构造原理存在着对温度敏感，高温下产物极易分解，腐蚀性强、易燃易泄露等问题。

发生短路后，由于局部温度大幅上升导致点燃锂电池内部的液态电解液。

即便现阶段采用添加阻燃剂，采用耐高温的薄膜的方法，但是电池的安全性问题仍旧没有得到有效解决。

而固态锂电池是使用不可燃的固态电解质作为传导介质。

最突出的优点便是安全性，并且降低了电池组对温度的敏感性，杜绝了析出导致的高低温问题引发的短路。凭借良好的绝缘性有效地将正负极阻隔开来。

收之东偶，失之桑榆，电解质依靠形态和材质解决了易燃的问题，也带来了导电率低和抗阻较高的困绕。

不难理解，液态环境下，锂离子运动更为畅快，固态材质和正负极的接触不如液态材质紧密，快充性能不佳。

好比一个瓶子里灌满了水，另一个瓶子里塞满了纸，前者瓶子的空隙显然比后者少。

显而易见，电解质的替换不单单是液态固态的转换，除了安全性，还要实现更高能力密度的提升。这时对材料性能有着更严格的要求，是对稳定性、导电率、成本、工艺等综合方面的考量。

目前已经在使用或接近商用的固态电池的电解质有：聚合物、硫化物和氧化物三种。

聚合物由于在4V以上电压工作下容易被电解，即便与正负极接触性较好但也难当大任。

硫化物克服了固态电解液导电率不好的瓶颈，但是抗阻较高。容易与空气、水等发生副反应，工艺上仍需要克服诸多挑战。

氧化物性能在二者之中，凭借综合性能成为目前阶段是较为理想的材料。

由于对技术理解、掌握、发展的不同，对技术路径的选择上颇有百家争鸣的味道。

赣锋锂业、台湾辉能、清陶能源等纷纷布局氧化物固态电池技术路线。

日韩企业多采用硫化物固态电解质技术路线；中国企业多以氧化物路线为主；欧美企业选择则呈多样化，如Solid Power主要走硫化物路线，Quantum Scape则选择了氧化物路线。