固态电池、锂离子电池的差别在哪?一文解析固态电池的4 大优点

锂离子电池采用液态电解质，有重量、安全性与寿命的问题

固态电池与锂离子电池的主要差异在电解质。锂离子的电解质是液态的，以凝胶体、聚合物的形式存在，让电池的重量难以下降。此外，单一锂电池组的能量不高，因此必须将多个电池组串联，让重量进一步增加。工程、制造与安装电池组的成本占电动车整体成本很大的比例。

除了重量问题，电解质也具有可燃性，在高温下不稳定，有热失控的问题，若发生车祸，可能会导致严重火灾。电解质在低温也容易冻结，降低电池的续航力。另外，电解质会腐蚀电池的内部组件，充放电的过程也会产生晶枝（dendrites），降低电池的容量、性能与寿命。

固态电池的电解质为固态，能量密度高

固态电池内部没有沉重的液态电解质，而是玻璃、陶瓷或其他材料形式的固态电解质。固态电池的整体结构与传统锂离子电池相似，充放电方式也大同小异，但因为没有液体，所以电池内部更紧密，体积更小，能量密度增加。若将电动车内的锂离子电池改用同样体积的固态电池取代，电容量理论上可以提升2 倍以上。

而且固态锂电池的重量较轻，也不需要锂离子电池的监测、冷却和保温系统，底盘能空出更多空间放置电池，让电动车续航力大增。

另外，固态电池的充电速度比锂离子电池快，也没有腐蚀性的问题，寿命更长。关于工作温度，固态电池具有热稳定性，也不会在低温冻结，对生活在中高纬度的使用者，这能确保电动车的续航力。

总结来说，固态电池有4 大优点：

▌能量密度高

▌充电速度快

▌寿命较长

▌热稳定性佳

固态电池的问题：成本高昂且不易量产

然而，固态电池的内部构造紧密，容易受到热胀冷缩的影响，若设计不当，可能会影响内部结构；晶枝的问题也没有被解决，电池结构可能会被破坏。

但最重要的是，固态电池成本高昂且不易量产。固态电池并不是新的发明，它们已经应用在心律调节器、可穿戴设备与RFID 等小型设备多年，直到近期，产业界才开始研究固态电池在电动车等大型装置的应用，但目前电动车仍是以锂离子电池为主。

总结来说，固态锂电池有3 大问题：

▌膨胀、收缩影响结构

▌晶枝造成结构破坏

▌成本高昂，不易量产

产业界正积极研究固态电池技术，当中包含特斯拉、鸿海等科技大厂，也有QuantumScape 等新创。鸿海预计在2024 年推出商用化的固态电池产品，丰田也计划在2030 年前推出固态电池电动车。若固态电池顺利打入车用市场，将有望打造出续航力超过1 千公里的电动车，性能辗压燃油车，车主也不用担心续航力的问题了。