固態(tài)電池是以固態(tài)電解質(zhì)替代電解液的鋰電池，依據(jù)固態(tài)電解質(zhì)用量差異，可劃分為半固態(tài)電池與全固態(tài)電池兩類。武漢格瑞斯新能源有限公司在固態(tài)電池研發(fā)領(lǐng)域持續(xù)深耕，為該技術(shù)發(fā)展貢獻(xiàn)諸多力量。

半固態(tài)電池采用固液混合形態(tài)的電解質(zhì)，液體（電解液）質(zhì)量占比約在 5% - 10%，是液態(tài)鋰電池與全固態(tài)電池的折中方案；全固態(tài)電池則完全摒棄電解液，一般以電池內(nèi)液體質(zhì)量占比 10% 作為與液態(tài)電池的分界線。

從工作原理看，固態(tài)鋰電池與傳統(tǒng)鋰電池?zé)o本質(zhì)區(qū)別，關(guān)鍵差異在于固態(tài)電池的電解質(zhì)為固態(tài)，鋰離子遷移場所轉(zhuǎn)至固態(tài)電解質(zhì)。隨著正極材料升級(jí)，固態(tài)電解質(zhì)能良好適配，利于提升電池系統(tǒng)能量密度。而且，固態(tài)電解質(zhì)絕緣性好，可有效阻隔正負(fù)極，避免短路并充當(dāng)隔膜功能。

與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池引入固態(tài)電解質(zhì)是最大特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)上，半固態(tài)電池保留部分電解液和隔膜結(jié)構(gòu)，為提高導(dǎo)電能力，加入固態(tài)電解質(zhì)的同時(shí)保留少量電解液，仍需隔膜分隔正負(fù)極。固態(tài)電解質(zhì)依據(jù)不同技術(shù)路線，有顆粒狀、膜狀等多種結(jié)構(gòu)。全固態(tài)電池則不保留電解液，隔膜視情況而定。

材料方面，半固態(tài)電池正極多采用三元高鎳，全固態(tài)電池正極以氧化物為主，未來工藝成熟或切換至尖晶石；負(fù)極短期以石墨和硅碳為主，長期有望采用金屬鋰。電解質(zhì)按化學(xué)成分，固態(tài)電池可分為三類：一是聚合物電解質(zhì)，易加工、耐受高電壓、制備成本低、技術(shù)較成熟，已實(shí)現(xiàn)小規(guī)模量產(chǎn)，性能與電解液類似，但離子電導(dǎo)率、循環(huán)壽命有待提升，界面電阻高且易脆裂；二是氧化物電解質(zhì)，導(dǎo)電率高于聚合物，耐受高電壓，但界面電阻高，接觸易變差，對(duì)空氣敏感；三是硫化物電解質(zhì)，導(dǎo)電率和能量密度最高，接觸性好、易加工，但溫度范圍較窄（60 - 85 攝氏度）。

固態(tài)鋰電池優(yōu)勢顯著：采用薄層固體電解質(zhì)攜帶鋰離子，相比液態(tài)電解質(zhì)鋰電池，在高溫下不易燃、不揮發(fā)，能量密度更高。相對(duì)穩(wěn)定的特性使電池可采用更高電壓充電，縮短充電時(shí)間。固態(tài)電解質(zhì)機(jī)械強(qiáng)度高，易于封裝，能有效抑制鋰枝晶刺穿，為開發(fā)高能量密度鋰金屬電池提供可能。此外，固態(tài)鋰電池安全性遠(yuǎn)高于液態(tài)鋰電池。