當前市場上的鋰電池：聚合物鋰電池由高分子材料和金屬材料合成，具備小型化、輕量化、厚度超薄，高容量的特點，在智能穿戴設備應用上非常受歡迎，但是鋰電池最終發展的形態方向是什么呢？

固態(tai)聚合物鋰離子電池(chi)

優點：漏液(ye)的可能(neng)性比較小，外(wai)包裝可以用laminate軟包材質，有利于實現電池的薄膜(mo)化，電池的形(xing)狀設計方面自(zi)由(you)度大，能(neng)量密度也(ye)大大提高。

缺點：由于使用凝膠狀電解液，鋰離子傳導性能比較差，需要較長時間的充電，倍率性上比液體電解液也要差一些。但目前技術，經過聚合過程的改善，高端電解液和添加劑使得循環壽命和放電的倍率性提高的很快，跟液體電池沒有太多差異。

聚(ju)合物(wu)鋰(li)電(dian)池之后(hou)的(de)技術發展(zhan)會向全固體電(dian)池、固體電(dian)解質材料與添加(jia)劑發展(zhan)。目前聚(ju)合物(wu)電(dian)池性(xing)能(neng)上還沒達(da)到固體電(dian)池的(de)水平(ping)，固體電(dian)池能(neng)量(liang)密度未(wei)來的(de)目標：400Wh/kg，3000次循環壽命（10年），倍率性(xing)能(neng)、容(rong)量(liang)與安(an)全性(xing)有(you)大幅度提高。

新電(dian)池材(cai)料探索(suo)在于不(bu)容易揮(hui)發，阻燃性(xing)的(de)下一代電(dian)解(jie)質材(cai)料及添加劑離子電(dian)解(jie)液(ye)提(ti)高電(dian)化(hua)學(xue)性(xing)、熱(re)穩定(ding)性(xing)，添加劑使得電(dian)池散熱(re)性(xing)能(neng)及導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)不(bu)受固體影(ying)響，達到或超過液(ye)體電(dian)解(jie)質的(de)導(dao)電(dian)導(dao)熱(re)水平。

為了向(xiang)固(gu)體(ti)(ti)鋰離子電(dian)池進軍(jun)，目(mu)前業內正在開發采用離子傳導性聚合物和陶瓷的固(gu)體(ti)(ti)高分子電(dian)解(jie)質。

但是，固體高(gao)分子(zi)電解質材料采用目(mu)前離(li)子(zi)傳(chuan)導率(lv)最高(gao)的(de)(de)聚(ju)乙烯類（Polyethylene oxide聚(ju)環氧乙烷(wan)）聚(ju)合物的(de)(de)話(hua)，陰離(li)子(zi)的(de)(de)離(li)子(zi)傳(chuan)導會(hui)阻礙鋰(li)離(li)子(zi)的(de)(de)移動，所以導致影(ying)響(xiang)輸出功率(lv)的(de)(de)實效性，鋰(li)離(li)子(zi)傳(chuan)導率(lv)的(de)(de)數值較低。

日本(ben)科(ke)學(xue)家開發成功的固體高分子(zi)電解質(zhi)是(shi)一種聚乙(yi)(yi)二醇（Polyethylene glycoD酸脂化(hua)(hua)合(he)物，形成了以(yi)不(bu)阻礙聚乙(yi)(yi)烯類聚合(he)物運動的硼酸脂化(hua)(hua)合(he)物的形式(shi)導(dao)入具有固定陰離子(zi)功能(neng)的硼原子(zi)的構造。與此(ci)前一直研究(jiu)的碳酸類聚合(he)物相比，可在室溫（20℃）條件(jian)下達到3倍以(yi)上的實(shi)效性鋰離子(zi)傳(chuan)導(dao)率。

采(cai)用(yong)固態電(dian)解(jie)質的(de)大(da)容(rong)量(liang)(liang)新(xin)一代鋰電(dian)池(chi)，即所謂“全固態電(dian)池(chi)”近來開始受(shou)到矚目。這是由于其在能量(liang)(liang)密度提高的(de)同時(shi)，還可望(wang)確保安全性和實(shi)現長壽命(ming)。對電(dian)動(dong)車和定制(zhi)式用(yong)大(da)型鋰離(li)子充(chong)電(dian)電(dian)池(chi)而言，保證安全是最(zui)重要(yao)的(de)。

采用有(you)機電(dian)(dian)解(jie)液(ye)的傳統鋰(li)離(li)子充電(dian)(dian)電(dian)(dian)池，因有(you)過度充電(dian)(dian)、內部短路等(deng)異常時(shi)可(ke)(ke)能(neng)導致電(dian)(dian)解(jie)液(ye)發熱，有(you)自(zi)燃或甚至爆炸的危險(xian)。而將有(you)機電(dian)(dian)解(jie)液(ye)代之以(yi)固態(tai)電(dian)(dian)解(jie)質(zhi)的全(quan)(quan)固態(tai)電(dian)(dian)池，其安全(quan)(quan)性可(ke)(ke)大幅(fu)提高(gao)。并且，因在理想(xiang)狀態(tai)下(xia)，固態(tai)時(shi)鋰(li)的擴散速(su)度（離(li)子傳導率）較(jiao)液(ye)體電(dian)(dian)解(jie)液(ye)時(shi)高(gao)，理論上認為其可(ke)(ke)實現更高(gao)的輸(shu)出。

并且，固態電(dian)池包括其(qi)制(zhi)造方式(shi)在內，可(ke)能會實(shi)(shi)現突破現有(you)電(dian)池概念的特性。例如，因不必封入液(ye)體，則電(dian)池外裝可(ke)以(yi)(yi)簡化，從而能以(yi)(yi)卷對卷（roll-to-roll）方式(shi)制(zhi)造大(da)面積(ji)單(dan)元。進一步(bu)，還可(ke)將數層電(dian)極層積(ji)，并在單(dan)元內串聯，制(zhi)作12V或24V的大(da)電(dian)壓單(dan)元等，使此前(qian)不可(ke)能的電(dian)池得以(yi)(yi)實(shi)(shi)現。

電(dian)(dian)動車(che)和定制式蓄電(dian)(dian)用大(da)型(xing)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)和超大(da)型(xing)鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)，而(er)非迄今為止的(de)主流——便攜設備用的(de)小(xiao)型(xing)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)需求激增，因(yin)此要求電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)特性(xing)(xing)的(de)改變，使(shi)得研發方向發生(sheng)重大(da)改變。特別是對(dui)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)安全(quan)性(xing)(xing)與使(shi)用壽(shou)命(ming)，有(you)比現有(you)的(de)鋰(li)離(li)子充(chong)電(dian)(dian)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)更加嚴格(ge)的(de)要求。其中，安全(quan)性(xing)(xing)自不(bu)待(dai)言，固態(tai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)有(you)明顯(xian)優勢；而(er)在延(yan)長(chang)使(shi)用壽(shou)命(ming)方面，“固態(tai)電(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)周期壽(shou)命(ming)特性(xing)(xing)原本就優異”。

耐高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)：除了比目前的(de)鋰離子充電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)更(geng)安全與(yu)使用壽命更(geng)長，提(ti)高能量密(mi)度(du)(du)也(ye)是(shi)固態(tai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)一(yi)個開發主題。使固態(tai)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)具有可增加能量密(mi)度(du)(du)特征的(de)理由之一(yi)是(shi)固體(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)位窗（potential window*）的(de)寬廣度(du)(du)。而現(xian)有傳統(tong)的(de)有機電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)，當電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)接近(jin)4V時(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)液(ye)就開始分解(jie)，因此很難提(ti)高電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)(chi)的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)壓(ya)(ya)上限。

電位窗（Potential window）：由溶劑和鹽組成的電解液不出現氧化還原反應的電壓范圍。取決于溶劑、鹽與電極材料。

目前，為(wei)提高(gao)容量，鋰離子充(chong)電(dian)電(dian)池的負極(ji)正(zheng)準備變(bian)更為(wei)電(dian)流容能(neng)高(gao)的硅(gui)等材(cai)料(liao)(liao)。與(yu)負極(ji)相應的高(gao)容量正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)(liao)雖同樣重要，但(dan)尚(shang)未發現有望支持更高(gao)電(dian)流容量的正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)(liao)。因此，在正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)(liao)方面，將利(li)用電(dian)流容量不變(bian)，而以高(gao)電(dian)壓(ya)來增加能(neng)量密(mi)度(du)的所謂·“5V”正(zheng)極(ji)材(cai)料(liao)(liao)作(zuo)為(wei)了目標。

但即使(shi)(shi)采用5V電(dian)壓型正極材(cai)料，傳統(tong)的(de)有機電(dian)解液(ye)還(huan)是會分解，電(dian)池的(de)電(dian)壓還(huan)是不能(neng)提(ti)高(gao)。而使(shi)(shi)用具有更寬廣電(dian)位窗的(de)固態(tai)電(dian)解質，便可令5V正極成為可行的(de)解答(da)。

因(yin)固態(tai)電(dian)解質是固體，當電(dian)極材料與(yu)電(dian)解質間的界面(mian)發生反(fan)應時，其(qi)進(jin)一步反(fan)應難以(yi)進(jin)行，比有機(ji)電(dian)解液難分(fen)解，因(yin)而(er)電(dian)位窗高。

并且，固態(tai)電解(jie)質(zhi)對作為鋰(li)聚合物充電電池(chi)(chi)而受到關注(zhu)的(de)硫(liu)化鋰(li)（Li-S）*與鋰(li)空氣（Li-air）*電池(chi)(chi)等的(de)下一代電池(chi)(chi)的(de)實(shi)現，似將發揮(hui)重要的(de)作用。硫(liu)化鋰(li)電池(chi)(chi)使用硫(liu)（S）類材料(liao)為正(zheng)極，若(ruo)使用有機電解(jie)液，硫(liu)會溶解(jie)于其中。如能利用固態(tai)電解(jie)質(zhi)，則這個(ge)問(wen)題就不存在了。