固態鋰電池這麼美好的願景,實現之路有多不易?愛國者綠能科技總經理特助高志勇專業地向本刊分析,固態鋰電池的電解質,目前有有機聚合物、無機的硫化物與氧化物3種來源,最大瓶頸是鋰離子傳導率偏低,因為固體不如鋰離子在液體快速移動,大電流充放電將是問題。
他進一步提醒,鋰電池電解質變成固態後,少了安全疑慮,就能把電池的負極從常用的碳改為技術門檻較高的矽或鋰金屬,來提高鋰電池能量密度,然而,這些材料在充放電過程,也可能因膨脹造成電極結構破裂等瑕疵,必須靠新技術突破,才能產品上市。
為了提高鋰離子傳導率與安全性,彭裕民表生動地以「豆漿 豆花 豆乾」來形容鋰離子在鋰電池的傳導狀態。他指出,鋰離子在液態下,可像魚一樣可來回在正負極悠游,一旦成了全固態游不動,而若在豆花中仍可移動。因此,加入一定比例的固化材料、也就是類固態或半固態,來解決液態漏液及安全問題,且鋰離子傳導率也不至於降低太多,已是目前業界轉向務實的過度解方。
曲建仲則認為,全固態鋰電池的鋰離子電導率太低無法使用,目前都是添加膠狀物質增加鋰離子電導率,另外固態電解質製程複雜成本高,這兩個是難以商化的最大門檻,他進一步指出,全固態鋰電解質製程複雜成本高,即使技術環節被突破,「怎麼做都會比較貴,也恐怕難大量取代液態鋰電池市場。」他大膽預測,2030年固態鋰電池大約佔整個鋰電池市場15%左右。