固態鋰電池有概念到產品的產出，直到目前技術才慢慢成熟，但是離真正的大量商用還有一段距離。固態鋰電池主要是相對于液態鋰離子電池在電解(jie)質(zhi)形態(tai)上的(de)區別(bie)來說的(de)，即電解(jie)液是固(gu)態(tai)的(de)，那么固(gu)態(tai)鋰電池電解(jie)質(zhi)有哪些系呢？

1、固態鋰電池電解質的有機聚合物(wu)體(ti)系

常規(gui)液態鋰離子電(dian)(dian)池(chi)使用(yong)的(de)電(dian)(dian)解(jie)液和隔膜以有(you)(you)機(ji)成(cheng)分為(wei)主(zhu)，故同樣隸屬有(you)(you)機(ji)物(wu)的(de)有(you)(you)機(ji)聚(ju)合物(wu)是固體電(dian)(dian)解(jie)質基體的(de)自然選擇。有(you)(you)機(ji)聚(ju)合物(wu)國體電(dian)(dian)解(jie)質體系包(bao)括聚(ju)氧化(hua)乙(yi)(yi)烯（PEO）及與(yu)其結構有(you)(you)一定(ding)相似性的(de)聚(ju)合物(wu)（聚(ju)氧化(hua)丙烯、聚(ju)偏(pian)氯乙(yi)(yi)烯、聚(ju)偏(pian)氟乙(yi)(yi)烯）等。

聚氧(yang)化(hua)(hua)乙烯(xi)由于其和(he)鋰(li)(li)負極的(de)(de)(de)良(liang)好兼容性成為(wei)有機聚合(he)(he)物(wu)固體電解質的(de)(de)(de)主流選(xuan)擇。鑒于聚氧(yang)化(hua)(hua)乙烯(xi)本(ben)征不含鋰(li)(li)，需要首先(xian)摻(chan)雜(za)前述(shu)鋰(li)(li)鹽；其導鋰(li)(li)機理為(wei)醚氧(yang)鍵/電負性較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)其他原(yuan)子(zi)對(dui)鋰(li)(li)離(li)子(zi)的(de)(de)(de)誘導，及后續非晶(jing)態區域富鋰(li)(li)鏈(lian)段運動實現(xian)鋰(li)(li)離(li)子(zi)的(de)(de)(de)近鄰轉移，最終效果體現(xian)為(wei)鋰(li)(li)離(li)子(zi)從聚合(he)(he)物(wu)層一側進(jin)入，另一側脫出，實現(xian)鋰(li)(li)離(li)子(zi)的(de)(de)(de)充放電輸運。聚氧(yang)化(hua)(hua)乙烯(xi)摻(chan)雜(za)鋰(li)(li)鹽后的(de)(de)(de)結晶(jing)度(du)越(yue)高(gao)其強度(du)越(yue)高(gao)但鋰(li)(li)離(li)子(zi)電導越(yue)低，所(suo)以無機粒子(zi)摻(chan)雜(za)，聚合(he)(he)物(wu)嫁接、共聚、交聯改性等降(jiang)低適(shi)度(du)結晶(jing)度(du)的(de)(de)(de)手段也為(wei)研(yan)究者大量(liang)采(cai)用。至今(jin)，聚氧(yang)化(hua)(hua)乙烯(xi)固體電解質在稍高(gao)溫度(du)條件下的(de)(de)(de)鋰(li)(li)離(li)子(zi)電導已可為(wei)實用所(suo)接受，且其密度(du)較(jiao)低、界面阻抗(kang)較(jiao)低，易于薄層化(hua)(hua)及進(jin)行機械加工(gong)。

但是，摻雜鋰鹽后的聚(ju)(ju)氧化乙(yi)烯固體(ti)電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)耐高電(dian)壓能(neng)力(li)差(cha)，常(chang)規(gui)電(dian)壓的三元材料即可(ke)使其被氧化，使得正極材料選(xuan)擇受限，很(hen)大(da)程度上限制(zhi)了最終電(dian)池的能(neng)量密度。另外(wai)，聚(ju)(ju)氧化乙(yi)烯強度相對較低，其抗(kang)穿(chuan)刺短路能(neng)力(li)相比于其他固體(ti)電(dian)解(jie)質(zhi)(zhi)體(ti)系較弱。

2、固態鋰電池電解質的(de)氧化物(wu)體系

氧化(hua)物體(ti)系的(de)固(gu)體(ti)電解質(zhi)(zhi)主要(yao)包含鈣鈦(tai)礦(kuang)結構(gou)的(de)鋰鋼鈦(tai)氧化(hua)物（LLTO），石榴石結構(gou)的(de)鋰鋼錯氧化(hua)物（LLZO），快(kuai)離子導(dao)(dao)體(ti)（LISICON、NASICON）等，導(dao)(dao)鋰機(ji)制多為材料在微觀層(ceng)面形(xing)成了結構(gou)穩定的(de)鋰離子輸運通道。氧化(hua)物固(gu)體(ti)電解質(zhi)(zhi)最大(da)的(de)優勢(shi)即源于無機(ji)氧化(hua)物本征屬性(xing)：機(ji)械(xie)強度大(da)，理化(hua)穩定性(xing)較高，耐壓能力強，制造(zao)復雜度不(bu)高。同(tong)時，經過部分元(yuan)素摻(chan)雜后，稍高溫度條件(jian)下（如(ru)800C）氧化(hua)物固(gu)體(ti)電解質(zhi)(zhi)的(de)鋰離子電導(dao)(dao)也可為實踐所接受。

氧化(hua)物(wu)固(gu)體(ti)電解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)的不(bu)足(zu)也源(yuan)于其無機氧化(hua)物(wu)本征屬性：對電極(ji)-電解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)界(jie)(jie)面(mian)而(er)言(yan)，界(jie)(jie)面(mian)接觸能力差、循(xun)環過(guo)(guo)程中界(jie)(jie)面(mian)穩定性也差，導致循(xun)環過(guo)(guo)程中界(jie)(jie)面(mian)阻抗提升較(jiao)快(kuai)，正負極(ji)有效容量(liang)發揮不(bu)足(zu)，電池(chi)壽命衰減較(jiao)快(kuai)；薄層化(hua)也較(jiao)困難。所以，氧化(hua)物(wu)固(gu)體(ti)電解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)多需要添加部分聚合(he)物(wu)成(cheng)分并(bing)配合(he)微(wei)量(liang)離(li)子液體(ti)/高性能鋰鹽-電解(jie)(jie)液，或采用輔(fu)助原位聚合(he)等(deng)方式制造準(zhun)固(gu)態(tai)電池(chi)，以保留部分安全性優(you)勢并(bing)改善電解(jie)(jie)質(zhi)(zhi)-電極(ji)的界(jie)(jie)面(mian)接觸。

3、固態鋰電池電解質的硫化物體(ti)系

硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)體系的(de)(de)固(gu)體電(dian)解(jie)質可(ke)認為是由(you)硫(liu)化(hua)鋰及錯、磷、硅、鈦、鋁、錫等元素的(de)(de)硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)組成(cheng)的(de)(de)多元復合材料(liao)，材料(liao)物(wu)(wu)相同時涵蓋(gai)晶態(tai)和非(fei)晶態(tai)。硫(liu)的(de)(de)離(li)(li)子(zi)(zi)半徑(jing)大，使得鋰離(li)(li)子(zi)(zi)傳輸通(tong)道更大；電(dian)負性也適(shi)宜，所以(yi)硫(liu)化(hua)物(wu)(wu)固(gu)體電(dian)解(jie)質在所有(you)固(gu)體電(dian)解(jie)質中鋰離(li)(li)子(zi)(zi)電(dian)導最好，其中Li-Ge-

P-S體(ti)系在室溫(wen)下的鋰離子電(dian)(dian)導可以和電(dian)(dian)解液直接相比。另外，硫化(hua)物固體(ti)電(dian)(dian)解質的機械強度(du)較大(da)，其對高容(rong)量(liang)硫正極(ji)的兼(jian)容(rong)性最(zui)好(hao)。

硫化物固體(ti)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質的(de)主要缺點包(bao)括：硫的(de)電(dian)(dian)(dian)負(fu)性不及氧，使得搭配(pei)高(gao)電(dian)(dian)(dian)壓正極時(shi)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質層部分貧鋰，增大(da)了界面(mian)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)；搭配(pei)金屬鋰負(fu)極時(shi)生成的(de)SEI 膜阻(zu)抗也較(jiao)大(da)；硫化物為無機非(fei)(fei)金屬顆粒，循環過程中也存在相對嚴重的(de)電(dian)(dian)(dian)解(jie)質-電(dian)(dian)(dian)極界面(mian)劣(lie)化問(wen)題。另外(wai)，材料(liao)體(ti)系對水、氧等非(fei)(fei)常(chang)敏感，一旦發生事(shi)故(gu)同(tong)樣易(yi)燃；薄層化也困(kun)難。這些使得其(qi)制造(zao)工藝要求非(fei)(fei)常(chang)高(gao)。

綜(zong)上所(suo)述，不同固體電(dian)解(jie)(jie)質材(cai)料(liao)體系性能優缺點(dian)各有不同，尚(shang)未出現(xian)綜(zong)合性能優異的(de)固體電(dian)解(jie)(jie)質；跨(kua)基本(ben)類(lei)型的(de)材(cai)料(liao)復(fu)合與成分、結構的(de)精確(que)控制也許是取得突破的(de)關(guan)鍵(jian)。