雖然對液態鋰電池有了認知，但對于我們去探索固態電池還不夠，還需要知道鋰電池的材料到底用的都是什么？
通常來說，鋰離子電池由正極、負極、隔膜、電解液等部分組成，無論是最初的鎳氫電池、錳酸鋰電池、后來的磷酸鐵鋰電池，還是如今已廣為人知的三元鋰電池（鎳鈷錳和鎳鈷鋁），這些在化學課上曾見過的化學名詞，說的其實都是電池的正極材料，對電芯能力密度影響最大的就是它。而對于負極材料來說，目前應用最多的是石墨。
眾所周知，磷酸鐵鋰電池在能量密度方面的提升空間已非常有限，不提升能量密度，就無法提升電動車的續航里程。于是，動力電池的生產企業已經開始由磷酸鐵鋰電池全面倒向三元鋰電池的優化升級，比如調整內部材料的比例、采用新材料替代石墨負極材料、提升隔膜性能等等。但是，從長遠來看，這些方式都很難讓三元鋰電池的能量密度突破300Wh/kg，即便可以，短期內也只是停留在實驗室階段。
那么，這個行業內普遍認同的研發瓶頸出現后，應該如何捅破天花板完成未來目標呢？（2020年350Wh/kg，2025年400Wh/kg，2030年500Wh/kg），下面就輪到固態電池登場了！
固態電池有什么優勢和劣勢？
從工作原理上看，固態電池與傳統電解液鋰電池并無明顯區別，他的優勢也很容易理解，就是鋰離子電池發展的兩大重要方向：1.能量密度更高、2.運行更安全。
首先因為自身結構特點的原因，固態電池可以讓更多帶電離子聚集在一端，帶來的好處是能夠傳導更大的電流，電池容量便會隨之提升。從材料方面理解就更為直觀，使用固態電解質的鋰電池終于可以擺脫石墨材料的束縛，轉而去采用金屬鋰作為負極。這個看似簡單的改變，實際上大幅減少了負極材料的使用量，從而讓電池能力密度得到明顯提升。一個鋰電池就這么大，但是要被隔膜和電解液占據接近七成的質量，這意味著什么？意味著汽車這種每天在路上跑的交通工具，要扛著越來越重的電池包，續航里程的上升曲線到最后只有回歸水平一個結果。但是，如果液態電解質被固態結構取代，正負極之間的距離將大幅縮減，甚至只有幾到十幾個微米，使得整個電池系統的能力密度大大提升。從現在的試驗數據看，300-400Wh/kg能量密度的全固態電池已經不在話下，有人預測未來達到900Wh/kg也不是沒有可能。
除了能量密度質的升級，固態電池還有更安全的特點。固態電解質本身是不可燃、無腐蝕、不揮發的，并且不存在液態電解質的漏液問題。此外，由于無需隔膜隔開正負極，所以不會因出現鋰枝晶而刺破隔膜導致短路。所以，固態電池可以在更高溫（可長期在60-120°C溫度下）、更大電流、更高電壓下工作，較液態電解質鋰電池應用范圍更加廣泛。
人無完人，任何事物也不可能是完美無缺的，這種有點像BUG的電解液結構難道就沒有技術壁壘嗎？答案一定是否定的！由于電解質是固態的，內阻較大，所以相對于液態電解質，常溫下它的電導率要低不少。當然，也不是所有固態鋰電池都解決不了這個問題，但是要以犧牲能力密度為前提，這就形成了魚和熊掌不可兼得的局面。最后還有一個更為重要的難題：成本，據業內人士介紹，全固態電解質的成本非常昂貴，所以大批量生產會很困難。
全球市場還有誰“豪賭”固態電池？
之所以說是全球市場，就代表著固態電池技術已經成為了各大相關企業的重要研發方向，下面咱們先聊聊海外市場。
約翰·古迪納夫（John Goodenough），被譽為鋰電池之父，作為鋰電池的奠基人之一，他將研發目光轉向固態電池，成為整個固態電池研發圈子的背書。他與德克薩斯大學奧斯汀科克雷爾工程學院高級研究員瑪麗亞·海倫娜·布拉加（Maria Helena Braga）合作，造出了第一個全固態電池。“成本、安全性、儲能密度、充放電率以及循環壽命對于電池汽車的廣泛應用至關重要。我們相信，我們的發現解決了當今電池的很多固有問題。”古迪納夫顯然對此感到非常興奮。
聚合物、氧化物和硫化物這三大固態電解質是固態電池最重要的發展方向，法國Bolloré、美國Sakti3以及日本豐田則分別主攻其一。我們熟知的吸塵器品牌戴森在2015年收購了Sakti3，并在2016年宣布出資14億美元興建一座電池工廠。德國汽車零部件巨頭博世也沒有放棄這塊未來的沃土，2015年收購了美國電池公司Seeo，之后便與日本著名的GS YUASA（湯淺）電池公司、三菱重工共同建立新工廠主攻固態鋰離子電池的研發。
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