固態聚合物鋰離子電池

優勢：漏液的可能性比較小，外包裝可以用laminate軟包材質，有利于實現電池的薄膜化，電池的形狀設計方面自由度大，能量密度也大大提高。

缺點：由于使用凝膠狀電解液，鋰離子傳導性能比較差，要較長時間的充電，倍率性上比液體電解液也要差一些。但目前技術，經過聚合過程的改善，高端電解液和添加劑使得循環壽命和放電的倍率性提高的很快，跟液體電池沒有太多差異。

聚合物鋰離子電池之后的技術發展會向全固體電池、固體電解質材料與添加劑發展。目前聚合物電池性能上還沒達到固體電池的水平，固體電池能量密度將來的目標：400Wh/kg，3000次循環壽命（10年），倍率性能、容量與安全性有大幅度提高。

新電池材料探索在于不容易揮發，阻燃性的下一代電解質材料及添加劑離子電解液提高電化學性、熱穩定性，添加劑使得電池散熱性能及導電性能不受固體影響，達到或超過液體電解質的導電導熱水平。

為了向固體鋰離子電池進軍，目前業內正在開發采用離子傳導性聚合物和陶瓷的固體高分子電解質。

但是，固體高分子電解質材料采用目前離子傳導率最高的聚乙烯類（Polyethyleneoxide聚環氧乙烷）聚合物的話，陰離子的離子傳導會妨礙鋰離子的移動，所以導致影響輸出功率的實效性，鋰離子傳導率的數值較低。

日本科學家開發成功的固體高分子電解質是一種聚乙二醇（PolyethyleneglycoD酸脂化合物，形成了以不妨礙聚乙烯類聚合物運動的硼酸脂化合物的形式導入具有固定陰離子功能的硼原子的構造。與此前一直研究的碳酸類聚合物相比，可在室溫（20℃）條件下達到3倍以上的實效性鋰離子傳導率。

采用固態電解質的大容量新一代鋰離子電池，即所謂全固態電池近來開始受到矚目。這是由于其在能量密度提高的同時，還可望確保安全性和實現長壽命。對電動汽車和定制式用大型鋰離子充電電池而言，保證安全是最緊要的。

采用有機電解液的傳統鋰離子充電電池，因有過度充電、內部短路等異常時可能導致電解液發熱，有自燃或甚至爆炸的危險。而將有機電解液代之以固態電解質的全固態電池，其安全性可大幅提高。并且，因在理想狀態下，固態時鋰的擴散速度（離子傳導率）較液體電解液時高，理論上認為其可實現更高的輸出。

并且，固態電池組括其制造方式在內，可能會實現沖破現有電池概念的特性。例如，因不必封入液體，則電池外裝可以簡化，從而能以卷對卷（roll-to-roll）方式制造大面積單元。進一步，還可將數層電極層積，并在單元內串聯，制作12V或24V的大電壓單元等，使此前不可能的電池得以實現。

電動汽車和定制式蓄電用大型電池和超大型鋰離子電池，而非迄今為止的主流便攜設備用的小型電池的需求激增，因此要求電池特性的改變，使得研發方向發生重大改變。特別是對電池的安全性與使用壽命，有比現有的鋰離子充電電池更加嚴格的要求。其中，安全性自不待言，固態電池有分明優點；而在延長使用壽命方面，固態電池的周期壽命特性原本就優異。

耐高電壓：除了比目前的鋰離子充電電池更安全與使用壽命更長，提高能量密度也是固態電池的一個開發主題。使固態電池具有可新增能量密度特點的理由之一是固體電解質電位窗（potentialwindow*）的寬敞度。而現有傳統的有機電解液，當電池電壓接近4V時電解液就開始分析，因此很難提高電池的電壓上限。

電位窗（Potentialwindow）：由溶劑和鹽組成的電解液不出現氧化還原反應的電壓范圍。取決于溶劑、鹽與電極材料。

目前，為提高容量，鋰離子充電電池的負極正準備變更為電流容能高的硅等材料。與負極相應的高容量正極材料雖同樣緊要，但尚未發現有望支持更高電流容量的正極材料。因此，在正極材料方面，將利用電流容量不變，而以高電壓來新增能量密度的所謂·5V正極材料作為了目標。

但即使采用5V電壓型正極材料，傳統的有機電解液還是會分析，電池的電壓還是不能提高。而使用具有更寬敞電位窗的固態電解質，便可令5V正極成為可行的解答。

因固態電解質是固體，當電極材料與電解質間的界面發生反應時，其進一步反應難以進行，比有機電解液難分析，因而電位窗高。

并且，固態電解質對作為鋰聚合物充電電池而受到關注的硫化鋰（Li-S）*與鋰空氣（Li-air）*電池等的下一代電池的實現，似將發揮緊要的用途。硫化鋰離子電池使用硫（S）類材料為正極，若使用有機電解液，硫會溶解于其中。如能利用固態電解質，則這個問題就不存在了。