固態鋰離子電池的有關知識介紹

所謂全固態鋰離子電池是一種在工作溫度區間內所使用的電極和電解質材料均呈固態，不含任何液態組份的鋰離子電池，全稱是全固態電解質鋰離子電池。因此，全固態鋰離子電池，已經是一個字不能少、不能變的最簡稱呼。為了助于理解，歐陽教授舉例表示，這就像全固態跟固態是不相同的，鋰離子電池和鋰離子電池不是一個概念。這個全固態鋰離子電池又分成全固態鋰一次電池和全固態鋰二次電池，一次電池已經有所應用。而全固態鋰二次電池又分成全固態鋰離子電池和鋰金屬電池，這又是兩個要區分的概念。

所謂的固態鋰離子電池就是不管電極和電解液都是固態形式的。目前市面上普遍使用的鋰離子電池都是采用液態或者聚合物電解質材料的。

將固體鋰薄膜二次電池按照陽極、電解液、陰極的順序在基底上制備成薄膜，封裝成電池。在制備過程中，要使用相應的技術來制備電池的各個薄膜層。一般來說，負極多采用金屬鋰，采用真空熱沉積（VD）技術制備。電解液和正極包括氧化物負極可以采用多種濺射技術，如射頻濺射（RFS）、射頻磁控濺射（RFMS）等。

液體跟固體結合是很容易的，滲透進去。但是固體和固體接觸性和穩定性就不是太好了，這是它很大的一個問題。硫化物電解質雖然鋰離子導電率已經提高了，但是仍然有界面接觸性和穩定性問題。第三個問題是金屬鋰的可充性問題。在固態電解質中，鋰表面同樣存在粉化和枝晶生長問題。其循環性，甚至安全性等還要研究。此外，制造成本偏高也是其發展的一大問題。

當然，固態電池目前也面對著一些開發的問題，其中最大的就是本身的電導率與液態電解質還具有非常大的差距。此外，固態電解質與電極材料之間的界面穩定性也是要解決的問題之一。

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在制備工藝上，由于目前的固態電解質膜彈性較差，固態電池組裝比纏繞工藝更傾向于分層，但細分工藝未知。在制造設備方面，固態電池雖然與傳統的鋰離子電池有很大的不同，但除了在涂裝、包裝等過程中要定制設備，制造環境要在要求更高的干燥室中進行外，并沒有本質的不同。

固態電解質重要分類為兩種，無機電解質和聚合物電解質材料。評價固態電解質的一些參數重要包括：高的離子導電性、低的離子面積比電阻、高的電子面積比電阻、高的離子選擇性、寬的電化學穩定窗口、好的化學兼容性、優異的熱穩定性、優異的機械性能、簡單的制備過程、價格低廉、易整合和環境友好。