你是否曾好奇，一塊塊看似普通的電池，是如何能驅(qū)動重達(dá)數(shù)噸的電動汽車飛馳的?從智能手機(jī)到電動汽車，再到儲能電站，背后都離不開鋰電池作為“能源心臟”。

實際上，無論是近期備受關(guān)注的固態(tài)電池，還是半固態(tài)電池和液態(tài)電池，都屬于鋰電池的一種。今天就來和大家詳細(xì)聊聊~

從傳統(tǒng)的液態(tài)鋰電池聊起

液態(tài)電池為最傳統(tǒng)的鋰電池形態(tài)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要包含4個部分：正極材料、負(fù)極材料、電解液和隔膜。

正極材料：相當(dāng)于電池的“能量輸出端”，放電時釋放鋰離子。正極材料種類眾多，均為含鋰化合物，如鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰等。

負(fù)極材料：相當(dāng)于電池的“能量儲存端”，充電時吸附鋰離子，放電時再送回正極。目前負(fù)極材料多數(shù)為石墨，也有部分電池使用硅基負(fù)極、鋰金屬負(fù)極等。

電解液：是傳輸鋰離子的“載體”，讓鋰離子在正負(fù)極之間順暢移動，多為“鋰鹽+有機(jī)溶劑”的混合液體。

隔膜：負(fù)責(zé)隔開正負(fù)極，防止直接接觸短路，同時讓鋰離子通過，是一層多孔的塑料膜(多為聚乙烯、聚丙烯)。

固態(tài)電池：用固態(tài)電解質(zhì)代替電解液和隔膜

固態(tài)電池的工作原理與液態(tài)電池類似，主要區(qū)別在于它的電解質(zhì)是固態(tài)的，而非液態(tài)的，并且固態(tài)電解質(zhì)兼具隔離功能，可無需隔膜。

而半固態(tài)電池是液態(tài)電池向固態(tài)電池發(fā)展的過渡方案，一般指電解質(zhì)中液體含量在5-10%的電池。

如下面的表格所示，與液態(tài)電池相比，固態(tài)電池用固態(tài)的電解質(zhì)替代了易燃的液態(tài)電解質(zhì)，避免了擠壓/高溫時泄露起火的可能，安全性較優(yōu)，且能兼容存電更多的鋰金屬負(fù)極，能量密度更高，能夠提供較好的續(xù)航，循環(huán)壽命也較高。

而液態(tài)電池的優(yōu)勢則主要在于成本較低、技術(shù)成熟度較高，目前全固態(tài)電池仍在量產(chǎn)前夜，僅有部分半固態(tài)電池進(jìn)入了量產(chǎn)裝車階段。

液態(tài)電池、半固態(tài)電池、全固態(tài)電池對比

  資料來源：車乾新能源

注：能量密度指??單位體積或單位質(zhì)量??的物體中所儲存的能量的大小;界面阻抗指電極與電解質(zhì)界面處離子遷移所遇到的阻力。

走進(jìn)鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈

無論是液態(tài)電池、固態(tài)電池，還是半固態(tài)電池，產(chǎn)業(yè)鏈結(jié)構(gòu)都大致類似，僅在具體的原材料、生產(chǎn)工藝、下游細(xì)分需求等方面存在區(qū)別。

下面的圖以固態(tài)電池為例，展示了鋰電池的產(chǎn)業(yè)鏈情況。

  圖：固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)鏈

簡單來說，鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈就是從??關(guān)鍵材料和專用設(shè)備??(上游)，經(jīng)過??電池設(shè)計制造??(中游)，最終應(yīng)用到??消費電子、動力、儲能等各種領(lǐng)域??(下游)的過程——

上游主要包括原料礦產(chǎn)與金屬材料供應(yīng)商，以及生產(chǎn)設(shè)備供應(yīng)商，為中游生產(chǎn)提供基礎(chǔ);

中游主要包括電芯制造和電池組裝(PACK)企業(yè)，負(fù)責(zé)將上游材料制成電芯并集成為電池模組和電池包;

下游主要涵蓋消費電子領(lǐng)域(手機(jī)、筆記本電腦等)、動力領(lǐng)域(新能源車等)、儲能系統(tǒng)(電網(wǎng)級儲能、工商業(yè)儲能等)，相關(guān)企業(yè)適配不同場景需求應(yīng)用鋰電池。

從液態(tài)電池的發(fā)展成熟，到半固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化落地，再到全固態(tài)電池的持續(xù)探索，不同形態(tài)的鋰電池既為消費電子、動力與儲能等領(lǐng)域提供了關(guān)鍵能源支撐，也推動了能源存儲技術(shù)不斷向前發(fā)展。