文章核心观点 - 锂离子电池是现代社会的关键基础设施，应用广泛但存在安全隐患，固态电池作为下一代技术，在安全性和能量密度等方面具备显著优势，是未来的重要发展方向 [1][4][7][8] 锂离子电池的重要性与历史 - 锂离子电池对现代社会运行至关重要，几乎所有新能源汽车都搭载锂电池 [1] - 2019年诺贝尔化学奖授予三位科学家，以表彰他们在锂离子电池发展上的贡献 [1] - 可充电锂离子电池全球年销售额超过450亿美元，未来10年预计超过1000亿美元 [2] - 锂离子电池技术历经惠廷汉姆（初代，2.4伏）、古迪纳夫（钴酸锂阴极，约4伏）和吉野彰（碳基阳极）的关键发展，形成现代原型 [2] 锂离子电池的工作原理与固有风险 - 三元锂和磷酸铁锂电池充放电是锂离子在正负极之间流动的过程 [3] - 电解液的存在导致电池衰减和安全风险，如碰撞中外力挤压可引起热量堆积、气体散发，极端条件下可能燃烧并释放有毒气体 [3] - 电池活性物质消耗、电解液分解会导致放电功率下降、内阻增大、发热增加、容量减少等问题 [3] - 锂的高反应性是其优点也是缺点，存在热失控或爆炸的弊端，常需牺牲能量密度换取稳定性 [4] 固态电池的定义与分类 - 固态电池使用固体电解质，区别于目前主流的液态电解质电池 [5] - 按液态电解质重量占比可分为液态（25wt%）、半固态（5-10wt%）和全固态（0wt%）电池 [5] 固态电池的安全优势 - 固态电解质本身不可燃烧，热稳定性好，消除了热失控的源头 [7] - 固态电解质高力学模量（高于7MPa）可物理性抑制锂枝晶生长，杜绝内部短路 [7] - 无液体电解质使电池在极端冲击、刺穿或挤压后结构更完整，无泄漏风险 [7] 固态电池的性能优势与技术路线 - 固态电池可传导更大电流，提升电池容量，相同电量下体积更小 [8] - 可使用金属锂做负极，减轻负极材料用量，显著提高能量密度 [8] - 固态电解质可取代隔膜和电解液（占传统电池近40%体积和约25%质量），极大降低电池厚度 [8] - 主要技术路线包括聚合物电解质（电导率低）、硫化物电解质（导电率高但工艺苛刻）、氧化物电解质（稳定但界面问题需用半固态解决）和卤化物电解质（产业化遥远） [8] - 国内多家车企公布全固态电池装车时间表，集中在2026-2030年 [8]