固態(tài)鋰離子電池指使用固態(tài)電解質代替電解液的鋰電池。根據(jù)固態(tài)電解質用量，可以將其分為半固態(tài)和全固態(tài)電池。半固態(tài)電池是電解質采用固液混合形態(tài)，液體（電解液）質量占比5-10%左右；全固態(tài)鋰電池是將固態(tài)電解質完全取代傳統(tǒng)有機電解液，所有組件均由固態(tài)材料構成，徹底消除了液態(tài)成分的存在。這一根本性結構變化賦予了全固態(tài)電池諸多突破性的性能優(yōu)勢——安全性更高，能量密度更大，循環(huán)壽命更長，使其成為電動汽車和規(guī)模化儲能系統(tǒng)理想的化學電源解決方案。

當前半固態(tài)電池已實現(xiàn)小規(guī)模量產，作為過渡方案應用于低空飛行、機器人等諸多領域，能量密度達400Wh/kg以上；全固態(tài)電池仍處于產業(yè)化初期，多家車企與電池廠計劃2027年小批量生產或裝車驗證，預計2030年實現(xiàn)批量交付以及產業(yè)形成初步規(guī)模。

01液態(tài)鋰離子電池與固態(tài)電池結構示意

02 固態(tài)電池的技術路線

固態(tài)電池的技術迭代路徑優(yōu)先級大致遵循“固態(tài)電解質>新型負極>新型正極”的順序，固態(tài)電解質作為全固態(tài)電池的核心，主要分為聚合物、氧化物、硫化物和鹵化物幾類體系。

聚合物固態(tài)電解質

以聚環(huán)氧乙烷（PEO）、聚丙烯腈（PAN）等聚合物為基體，摻雜鋰鹽（如LiTFSI、LiPF?）等，通過聚合物鏈段運動實現(xiàn)鋰離子傳導。

氧化物固態(tài)電解質

分為晶態(tài)（石榴石型LLZO、NASICON型LATP）和非晶態(tài)（LiPON薄膜），其中典型材料為Li?La?Zr?O??(LLZO）、Li?.?Al?.?Ti?.?(PO?)?(LATP)。

硫化物固態(tài)電解質

硫化物體系以硫離子（S2?）為框架，形成鋰離子快速通道，室溫離子電導率高，在高功率及高低溫固態(tài)電池方面優(yōu)勢突出，但存在化學穩(wěn)定性差、界面問題和機械性能較差等挑戰(zhàn)。硫化物對加工環(huán)境要求高，在加工過程中稍有不慎即會產生有毒副產物，但高的離子電導率使其有巨大的潛力。

鹵化物固態(tài)電解質

以Li?MX?結構為主（M=Y、In等；X=Cl、Br），如Li?YCl?、Li?ZrCl?，一般通過鹵素離子框架傳導鋰離子，但其吸潮性強，化學穩(wěn)定性稍差，與部分電極材料相容性有待提高，可能引發(fā)界面副反應，影響電池循環(huán)壽命。

03 固態(tài)電解質材料的性能比較

固態(tài)鋰離子電池作為下一代儲能技術的關鍵代表，正處于從實驗室走向產業(yè)化的關鍵發(fā)展階段，隨著技術的不斷進步和市場的不斷擴大，固態(tài)電池有望成為未來電池技術的主流，推動新能源產業(yè)的持續(xù)發(fā)展，在能源存儲領域發(fā)揮重要作用。

南京新化原化學有限公司旗下工廠自產碳酸鋰、氫氧化鋰、氯化鋰等鋰鹽產品，此外我司還長期經(jīng)營明成化學PEO（聚合物電解質主要組分）、力森諾科導電劑VGCF（降低界面阻抗，提高長程導電性能）等固態(tài)電池潛在應用材料。

明成化學PEO

可精確控制分子量，并可在PEO分子鏈段上進行接枝改性，常見的改性基團有苯環(huán)、甲基、烯丙基等，能夠有效降低PEO結晶度、對碳材料等無機物有一定分散性，烯丙基中的雙鍵，可繼續(xù)進行各種方式交聯(lián)，從而改善加工性能。

力森諾科VGCF

固體電解質周圍的活性物質之間形成導電網(wǎng)絡，纖維長度的增加有助于改善性能特性，VGCF-H可在粉體中分散，與CB的協(xié)同效應有效降低電阻。

5月15日至17日，新化原化學旗下無機鹽子公司“泰同源（江蘇）科創(chuàng)發(fā)展有限公司”將重磅亮相第十七屆深圳國際電池技術交流會/博覽會。誠邀行業(yè)同仁及各界合作伙伴撥冗蒞臨展會現(xiàn)場，共襄行業(yè)盛會，開展深度交流與合作探討，攜手把握產業(yè)發(fā)展新機遇。

未來，新化原化學也將持續(xù)依托高品質產品與專業(yè)化服務為客戶量身定制精準、前沿的產品解決方案，與客戶深度對話行業(yè)前沿動態(tài)、把握變革脈動、攜手探索行業(yè)高質量發(fā)展新路徑，實現(xiàn)行業(yè)發(fā)展協(xié)同創(chuàng)新、同頻共進。

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