（現(xiàn)在鋰離子電池各組分的(a)體積占比和(b)質(zhì)量占比）

目前許多納米材料實(shí)用的一大關(guān)鍵障礙就在于比表面積大，體積密度過低，導(dǎo)致如果基于這些材料制成產(chǎn)品，往往相同質(zhì)量下占據(jù)體積過大，即體積能量密度偏低，完全無法滿足一般工業(yè)品的要求。所以現(xiàn)在的納米（電池）材料科研中往往選擇了不報道這方面的參數(shù)，原因不難理解。

優(yōu)勢之三：柔性化的前景

全固態(tài)電池可以經(jīng)過進(jìn)一步的優(yōu)化，變成柔性電池，從而帶來更多的功能和體驗(yàn)。

實(shí)際上，即使是脆性的陶瓷材料，在厚度薄到毫米級以下后經(jīng)常是可以彎曲的，材料會變得有柔性。相應(yīng)的，全固態(tài)電池在輕薄化后柔性程度也會有明顯的提高，通過使用適當(dāng)?shù)姆庋b材料（不能是鋼性的外殼），制成的電池可以經(jīng)受幾百到幾千次的彎曲而保證性能基本不衰減。實(shí)際上，以各種可穿戴設(shè)備為代表的柔性電子器件是下一代電子產(chǎn)品發(fā)展的重要方向，而這就要求該產(chǎn)品中的元件同樣需要具有柔性，因此柔性全固態(tài)電池是科研與工業(yè)界中，非常有前景的明日之星。

（韓國KAIST制備的典型疊層結(jié)構(gòu)的柔性全固態(tài)電池）

不僅如此，功能化的全固態(tài)電池潛力遠(yuǎn)不只以上的柔性電池，經(jīng)過電池材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化可以制成透明電池，或者是拉伸幅度可達(dá)300%的可拉伸電池，或是可以和光伏器件集成化的發(fā)電-存儲一體化器件等等——全固態(tài)電池所意味的功能上的創(chuàng)新應(yīng)用前景還有很多，在這方面科研人員與工程師們的想像力會給我們帶來越來越多的驚喜。

（拉伸變形度可達(dá)300%全固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)示意圖）

（太陽能電池和超級電容器一體集成纖維狀器件示意圖）

優(yōu)勢之四：更安全

作為一種能量存儲器件，實(shí)際上所有電池在熱力學(xué)實(shí)質(zhì)上都不可能是絕對安全的。但是電池實(shí)際應(yīng)用中的決定其真正安全性的因素是多方面的，影響因素包括電池的電極材料特性、電解液的性質(zhì)，以及電子產(chǎn)品中的電池管理系統(tǒng)等。

目前一般商用的鋰離子的安全性是大家關(guān)心的重點(diǎn)，在這里用“不夠理想”來評價現(xiàn)在電池的安全性，應(yīng)該是一個比較合適的評價。

影響普通鋰離電池的安全性的因素主要有哪些？

1）電極材料特性，比如在大電流下工作有可能出現(xiàn)鋰枝晶，從而刺破隔膜導(dǎo)致短路破壞；

2）電解液為有機(jī)液體，在高溫下發(fā)生副反應(yīng)、氧化分解、產(chǎn)生氣體、發(fā)生燃燒的傾向都會加劇；

3）電池質(zhì)量參差不齊，尤其是小廠家的電池安全性能不達(dá)標(biāo)；

4）電池管理系統(tǒng)不合格，造成電池的過充放，導(dǎo)致危險的發(fā)生。

（用剪刀減掉電池一角后，仍然能夠安全、正常工作的柔性全固態(tài)電池）

而如果采用了全固態(tài)電池技術(shù)，以上的1和2兩點(diǎn)問題就可以直接得到解決，而且所得的電池的最高工作溫度可以從現(xiàn)在的40度提升到更高，這樣就可以使電池的適應(yīng)工作溫度區(qū)間更寬，應(yīng)用范圍也會更廣。安全性，其實(shí)是全固態(tài)電池領(lǐng)域發(fā)展的最根本驅(qū)動力之一。

以上說了全固態(tài)電池的種種優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，這個世界上沒有完美無缺的事物，對于一種技術(shù)的報道我們認(rèn)為不應(yīng)該只報喜，不報憂。因此在這里也必須介紹一下全固態(tài)電池的幾個缺點(diǎn)。

固態(tài)電池的缺點(diǎn)

問題之一：快充不現(xiàn)實(shí)

缺點(diǎn)一就是固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率總體偏低，低于它們的“前輩”——液態(tài)電解液。這就導(dǎo)致了目前全固態(tài)電池的倍率性能整體偏低，內(nèi)阻較大，高倍率放電時壓降較大，如果想指望該類技術(shù)能在近期解決電池快充的問題，基本上是不可能的。

當(dāng)然了，固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率隨著溫度上升也會有明顯的提高，所以這就導(dǎo)致了一個有趣的現(xiàn)象，就是全固態(tài)電池最好或者說必須在高一點(diǎn)的溫度下工作，才能發(fā)揮良好的性能。因此目前市面上有些使用全固態(tài)電池的產(chǎn)品，實(shí)際上都不是在室溫下工作的，最典型的例子就是法國已經(jīng)在運(yùn)行的3000余輛使用全固態(tài)電池的出租車（電芯能量密度可以達(dá)到260Wh/kg，優(yōu)于現(xiàn)在商用的普通鋰離子電池）。