高安全、高能量密度的固态电池为锂电池发展必由之路
思瀚产业研究院    2024-05-16

全球电动化快速发展，锂离子电池凭借高能量密度、长循环寿命等优势成为消费电子、新能源汽车、储能等诸多下游行业主要供能载体，支撑全球电动化进程。

但随着新能源汽车渗透率持续提升，由于电池热失控导致的新能源车安全事故成为新能源车行业面临的一大挑战；此外，随着液态锂电池技术愈发成熟，其能量密度提升愈发困难，限制新能源车续航提升，里程焦虑成为限制新能源车渗透率进一步提升另一大瓶颈。

全固态电池使用固体电解质替代易燃易爆的电解液，实现电池本征安全，同时可以应用更高比容量的正负极材料，打开锂电池能量密度天花板，成为全面提升锂电池性能的必然选择。

液态电池为目前全球锂电池主流技术，工艺及供应链成熟，成本低，但电池本征安全问题及能量密度限制其进一步发展。半固态电池安全性及能量密度较液态电池有所提升，且产线与液态电池可以较好的兼容，成为液态与固态电池之间的过渡方案；固态电池可以解决电池本征安全问题，并可大幅提升锂电池能量密度，此外具有更好的宽温性能，是锂电池发展终局之选，但目前仍有制造成本高、固固界面导电性差等问题，限制其大规模商业化应用。

固态电池核心优势之一为其具有高安全性，主要由于其以热稳定性强、不易燃的固态电解质，替代易燃的液态电解液，大幅降低电池自燃、爆炸风险。此外，固态电解质具有更高的机械强度，能更好地抵抗电池内部的机械应力，防止锂枝晶穿透隔膜导致短路。

同时，其化学稳定性强，不易与电极材料发生反应，进一步增加电池稳定性。因此，机械滥用、电滥用、热滥用三大锂电池热失控主要成因，在固态电池的应用下均得到良好的解决，固态电池安全性较液态电池大幅提升。