自从上个世纪90年代索尼推出世界首款商用锂离子电池以来，在出产技能和资料技能的推进下锂离子电池的能量密度得到了持续的进步，从开端的80Wh/kg左右进步到了现在200Wh/kg以上，部分高能量密度锂离子电池现已到达了300Wh/kg左右，可是这依然无法满意新能源轿车开展的需求。关于下一代高能量密度锂离子电池（能量密度>400Wh/kg）的技能道路还有许多质疑，包含Li-S、Li-O2和全固态锂金属电池都被以为是或许的下一代高比能锂离子电池的挑选，可是毫无疑问的是在这些挑选中全固态电池是呼声最高，包含Goodenough老爷子等顶尖学者专家都在全力为全固态锂金属电池打call，推进全固态电池的产业化。金属锂比容量高达3860mAh/g，电位仅为-3.04V（vs规范氢电极），是一种抱负的锂离子电池负极资料，可是因为金属锂在堆积的进程中会发作锂枝晶，锂枝晶成长到必定的长度或许会刺穿隔阂，引起正负极短路，导致金属锂在很长的时间内都无法作为二次电池的负极资料。可是跟着固态电解质的开展，固态电解质的高强度按捺了枝晶的成长，为金属锂负极的运用发明了或许。近来西班牙CICEnergigune研讨所与德国亚琛工业大学的学者们一同对全固态电池在分量／体积能量密度、本钱和安全性上的优势和面对的应战进行了展望，并指出了全固态电池产业化需求侧重处理的几个要害问题。优势因为金属锂杰出的导电性与延展性使得金属锂负极不需求选用铜箔做集流体，一起得益于金属锂的高容量，假如选用金属锂替换传统的石墨负极，并选用固态电解质替换本来的液态电解液，锂电池的分量能量密度和体积能量密度可以别离进步35%和5%（负载量2mAh/cm2），咱们以磷酸铁锂电池为例，选用聚合物电解质，负极为2mAh/cm2的金属锂，正极为LFP，其分量能量密度可达300Wh/kg（如下图a所示），一起固态电解质中不含有可燃性的成分，因而安全性要显着高于传统的有机电解液。固态电解质的分量和密度也会对全固态电池的能量密度发作显着的影响，例如关于Li／玻璃电解质／NCM811资料的电池而言，假如固态电解质的厚度从100um下降到30um，其分量能量密度和体积能量密度就能从210Wh/kg、430Wh/L进步到350Wh/kg、720Wh/L（如下图b所示）。可是需求留意的是，假如选用陶瓷基的固态电解质，则不管选用何种正极资料也很难让锂离子电池能量密度超越250Wh/kg。从下图c咱们可以看到，NCM811资料是进步电池能量密度到达500Wh/kg以上，体积能量密度700Wh/L以上的要害，此外恰当进步金属锂的负载量到4mAh/cm2也能有用进步电池能量密度，可是持续进步负载量关于进步锂离子电池能量密度的作用就不显着了（留意这些数据都是在固态电解质厚度在30um的前提下核算得到的）。