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以下是文字版
01
电解池材料不同
区别最大的地方就是电解质。
普通的锂电池，主要结构是正极材料、负极材料、电解液、隔膜和集流体。
锂离子（Li+）从负极“脱嵌”，经过电解液，穿过隔膜，回到正极材料上，这个过程就是放电。
固态电池，就是把电解液和隔膜，变成了固体材质。
本来是个水池可以游来游去，现在变成一块石头了。
目前主要研究方向，分为无机固态电解质和聚合物电解质。
无机固态电解质一般就是些氧化物、硫化物。
欧慧婷,郑佳宜,彭钇雄,等.固态电解质的国内外研究进展[J].化工设计通讯,2024.
聚合物电解质，其实就是一些有机高分子材料。
欧慧婷,郑佳宜,彭钇雄,等.固态电解质的国内外研究进展[J].化工设计通讯,2024.
现在国内各家电池厂，对电解质的研究方向都不同。
现在大家吵磷酸铁锂和三元锂哪个好；过两年可能就变成吵：你这个电池的电解质是氧化物还是聚合物了。
02
改成固态更安全
那么科研人员为什么要费那么大劲，把电解质改成固态材料呢？
首先，就是电池会更耐热，也更安全。
你看下面这张图：
最下面这2个热失控温度只有200℃以下的，就是现在的锂电池。
换成固态材料之后，稍微靠谱点的都有400、500℃了，甚至1000℃以上的都有，电池会安全很多。
03
充电更快
而且耐热，也意味着可以承受更大的充电功率。
像是丰田，前几年宣传就在说了：固态电池充10分钟能跑1200公里。
和现在比较优秀的充15分钟跑600公里比，确实算快了。
我查资料的时候还看到个比较有意思的数据，这篇2024年7月的文章有讲到：
丰田对固态电池电解质的专利，有1200多项，占15%。
是不是和你想的不太一样，车子没什么动静，专利却在那边闷头搞。
04
寿命更长
然后电解液换成固态材质之后，中间那个隔膜也没有了，电池寿命也会更长。
因为本来隔膜是用来防止电子在正负极乱窜，防止短路用的。
但是充放电，锂离子穿过隔膜的时候，是会产生锂枝晶的。堆积时间长了，锂枝晶会穿破隔膜，电池就会短路了。
换成固态电解质的话，就没这个担心了。
05
能量密度更高
最后还有一个好处，就是负极材料可以用上锂金属了，能量密度会更高。
其实最早研发锂电池的时候，有尝试过用锂金属做电池负极，但是由于安全性太差，最后被碳元素，也就是石墨替代了。
用上固态电解质之后，负极材料又能用上锂了，能量密度也会显著提高，预计能超过500W·h/kg。
什么概念呢？现在市面上卖的电车，能量密度一般在200W·h/kg左右。
换成固态电池的话，要么电池包重量减少一半，车子轻个200-300kg；要么电池容量翻了个倍，能装上200kWh，续航1000多公里的电池包。
反正起码两个方向可以选了。
06
不用充电的核电池是真的吗
除了固态电池，其实还有个核电池，现在也有不少企业在研发的。
装上之后，都不用充电了，车子买来能开50年。到底是不是真的？
内容已经在制作中了，想看的朋友可以到评论区留言，我会尽快给大家做出来。
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参考文献
[5]Ye L, Lu Y, Wang Y,etal.Fast cycling of lithium metal in solid-state batteries by constriction-susceptible anode materials[J].Nature materials.
[6]曹东学.锂离子电池负极材料技术现状和发展趋势[J].炼油技术与工程,2024.
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