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全固态才是真固态?一文看懂什么是固态电池!

全固态才是真固态?一文看懂什么是固态电池!

编辑:转自:起点锂电 发布时间:2025-08-22

提到固态电池,你或许早就听过它的 “大名”—— 作为下一代储能技术的热门方向,它总被各种概念包围:全固态才是真固态?必须完全不含液体?从液态到全固态是唯一的发展路径?

起点锂电重点推荐,今天这篇来自郭新教授团队的文章,或许能帮你理清这些困惑。文中不仅有国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的权威定义,还有多位顶尖科研团队的共识解读,打破了 “绝对固态” 的僵化认知,清晰界定了固态电池的核心本质:电池技术的终极追求从来不是 “固态化” 本身,而是更高的能量密度、更稳的循环性能、更安全的使用体验。

想真正读懂固态电池?一起来读正文~

国际纯粹与应用化学联合会 (International Union of Pure and Applied Chemistry, IUPAC) 将聚合物固体电解质定义为"盐在聚合物中形成的导电溶液" (“electrically conducting solution of a salt in a polymer”, IUPAC Compendium of Chemical Terminology, 5th edition)。这一定义明确将依赖溶液相传导机制的离子导电聚合物归类为固体电解质,这不同于电池领域中某些人主张的"绝对固态,完全不含液体"僵化范式。

此外,根据TarasconArmand (Nature 2001, 414, 6861: "Solid-state batteries include polymer electrolytes (dry or gel) and ceramic electrolytes.(固态电池包括聚合物电解质(干态或凝胶态)和陶瓷电解质)")Manthiram团队(Nature Reviews Materials 2017, 2, 16103: "Solid-state batteries may employ inorganic solids, dry polymers, or gel polymers.(固态电池可采用无机固体材料、干态聚合物或凝胶态聚合物作为电解质)")Archer团队(Nature Reviews Materials 2020, 5, 229: "The introduction of plasticizer into polymer skeleton is a key event in the development of solid polymer electrolytes (SPEs).在固态聚合物电解质(SPE)的发展过程中,向聚合物骨架中引入增塑剂是一个关键突破")及其他研究者(Nature Sustain. 2025; Nature Nanotechnol. 2025; Chem. Rev. 2025; Nature Commun. 2025; Nature Energy 2024; Nature Sustain. 2024; Nature Commun. 2024; Adv. Mater. 2023; Angew. Chem., Int. Ed. 2023; Chem. Soc. Rev. 2011; Acc. Chem. Res. 2019)的共识,固态电池本质上应包含聚合物电解质(无论干态或凝胶态)。


基于此,我们提出更具工程实践意义的固态电池定义:在工作条件下电解质相保持宏观不流动,且在充放电循环中维持结构完整性的电化学体系。该定义兼容含有增塑剂的聚合物电解质体系——只要其能形成稳定的非流动连续相,这与工业界和学术界对固体电解质的主流认知一致。据此,判断"固态性"的核心依据不应僵化地着眼于液相成分的有无,而应重点关注电解质体系在实际工作条件下的功能特性,特别是其界面稳定性(interfacial stability)和结构完整性(structural integrity)这两大关键参数。

当前一些观点认为电池的发展应遵循从液态到半固态(固液混合态)再到全固态的发展路线,但这种观点存在逻辑上的误区。电池技术的发展目标是实现高性能,而非单纯追求固态化。液态、半固态和全固态都是实现高性能电池的手段,而非目的。因此,学术界、产业界和政府需要重新审视电池技术发展的方向,避免将手段误认为目的。在推动电池技术发展过程中,亟需构建以性能为导向的务实的评价范式:将能量密度、循环稳定性、快充能力、安全性能和成本效益等核心性能指标作为首要考量,而非拘泥于"绝对固态"的形式主义标准。需要特别强调的是,全固态电池(All Solid-State Battery)仅仅是实现下一代储能目标的可能技术方案之一,而非终极目标。因此,我们郑重建议政策制定者秉持开放创新的理念,积极支持通过多路径协同发展的电化学技术路线,共同推动储能技术实现质的飞跃。

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本文是对以下研究论文的概要性介绍,如需了解完整研究内容,请查阅原文Zhiyong Li, Sisi Peng, Lu Wei, Xin Guo, Why Will Polymers Win the Race for Solid-State Batteries? Advanced Science, 2025, e10481.

 https://doi.org/10.1002/advs.202510481

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