固态电池是一种使用固体电极和固体电解液的电池。由于固态电池的功率重量比较高，所以它是电动汽车很理想的电池。

据日5月24日报道，如果要提高搭载于移动终端或汽车内的锂离子电池的性能，充电机充电起火的危险也会随之提高。原因是传统的锂离子电池使用了易燃的液体作为电解质。为此，日本正在推进将电解质替换成不会燃烧的陶瓷材料等固体的“全固态蓄电池”的开发。

“现在智能手机充电机充电充满电需要1小时以上，但新型蓄电池力争实现1秒内满充电”，东京工业大学教授一杉太郎说出了这样的豪言壮语。一杉教授正尝试通过提高固体电解质和电池正极间的性能，实现前所未有的瞬间充电机充电。

目前的电池充电机充电耗费时间是因为这回使不同固体的氧化物之间接触不良，电阻增强。一杉认为“如果能将不同种的固体在原子层面上连接起来，就能降低电阻”。他基于这一想法正反复进行试验。

一杉使用了备受汽车厂商关注的“氧化锂 镍 锰”作为正极，而用磷酸锂作为电解质。通过应用最先进的半导体制造技术，在正极表面使电解质形成薄膜，从而使固体电解质和正极间的阻力降低到了液体电解质与正极间的阻力的五分之一至十分之一。

东京工业大学正在与大型半导体相关企业共同开发，预计在一年后试生产可以实际使用的电池。下一个目标是汽车。该大学将和大型汽车厂商联合，将在薄膜上得到实证的低阻力应用到块状电池上，力争开发出可以长时间使用的电池。

日本科学技术振兴机构(JST)也在开展使用氧化物电解质的全固体蓄电池的开发。总体负责相关项目的日本物质与材料研究机构的负责人高田和典谨慎地指出，“尽管薄膜的开发势头很好，但要替换车用的块状电池还需要时间”。尽管如此，一杉教授还是自信地表示，“如果解决了薄膜上的问题，块状也同样适用”。

一方面，参加了日本科学技术振兴机构项目的长崎大学的准教授山田博俊表示正在进行提高电流密度、实现大容量化的研究。在电解质中使用陶瓷材料“氧化锂 镧 锆 铊”，而在负极使用金属锂。

作为负极材料，金属锂的储电量最优。但是在反复的充放电中，金属锂中会生成一种叫做树突的树枝状结晶，穿过电解质到达正极，从而引起短路。

山田准教授开发了抑制树突生成的新技术，并在3月于东京都八王子市召开的学术界会议“电气化学会”上发表了这一技术。

电解质通过氧化物的粒子燃烧固化后制成，而树突是烧结后在粒子间的缝隙中流通形成的。对此，山田准教授等将直径约2微米的氧化物粒子和低熔点的氢氧化锂混合烧结，使得厚约0.5微米的氢氧化锂覆盖在粒子表面，挤满间隙。通电实验的结果表明，与未覆盖的粒子相比，短路之前的电流密度可以提高至3倍。

山田准教授表示，“将力争作为可通过太阳能、风力和震动充电机充电的传感器用电源投入实际使用”。

全固态电池的商品化虽然才刚开始，但安全和高性能使其具有巨大的吸引力。除汽车外，未来还有望被应用于物联网(ioT)用传感器，远程回收自然资源等。

未来展望

对高能量密度电池的火急需要以及对电池安全疑问的重视，使得使用固态电解质代替传统的液态电解液使用于锂硫电池变成必定的发展趋势。

理想的锂硫电池固态电解质需要满意：

① 杰出的力学功能；

② 具有与液态电解液相当的锂离子电导率；

③ 与电极触摸具有杰出的化学稳定性和界面相容性；

④ 按捺多硫离子络绎和超高的安全性等归纳功能。

可是一起处理这些疑问具有很强的挑战性，因为不同类型的固态电解质资料各有好坏。全固态聚合物电解质具有杰出的安全性、成膜性和黏弹性，与电极具有杰出的界面触摸和相容性，但室温离子电导率低，力学功能差，因而在锂硫电池中的使用研讨还较少；凝胶聚合物电解质因为具有较高的离子电导率，且和硫电极的界面阻抗较小，在锂硫电池中的研讨现已取得了必定发展，具有杰出的使用远景；而陶瓷电解质离子电导率高、稳定性强，可是电解质/电极界面阻抗大，其离子电导率依然不能满意锂硫电池的使用需要，因而陶瓷电解质在锂硫电池中的研讨较少；复合电解质因为兼具聚合物电解质和无机电解质的长处，因而最有期望一起满意各种功能，可是依然存在着很多的科学以及技能难题有待处理，对于有机/无机复合电解质，无机填料和聚合物资料的微观效果机理尚不清晰，如安在聚合物基体中均匀涣散无机颗粒也有待进一步处理，规划新的复合结构并构筑杰出的电极/电解质界面是未来的研讨热门和要点。而原位组成是改善固态电解质/电极界面疑问、提高功能和简化技术的有效手法，为锂硫电池规模化供给了更大的期望。为了更好地推进高功能固态锂电池发展，需要构建一体化固态锂硫电池，复合电解质/界面润饰层/电极要构成全体，而要点在于构建紧密且安定的界面润饰层。因而，原位构建电解质/电极界面润饰层是进一步提高锂硫电池功能的重要办法。别的，在改善固态锂离子电池功能的一起更要透彻地剖析机理，然后推进新型固态电解质的研制，完成下一代高能量密度固态锂硫电池的规模化制备和使用。