固态电池的优势，电解液起火是关键。长远只是替代高端车型，液态电池守住中低端
不能凭空学习固态电池，先得了解现在主流的磷酸铁锂与三元锂电池的技术路线。图二的锂电池基本知识是必须的。再介绍下锂电池起火的原理。
锂电池起火爆燃，原因是电解液。注意正极材料、石墨负极、隔膜全都是泡在电解液里的，而且充分浸润增强导电率。有机碳酸酯溶剂和六氟磷酸锂，易燃、易挥发，闪点、沸点低，60-80度就加速分解，100度以上产生可燃蒸汽。六氟磷酸锂在85度以上开始分解，释放强腐蚀性、剧毒HF气体；有机溶剂高温下被正极释放的氧气剧烈氧化，产生大量热量和气体。温度稍高些就容易出事。
更可怕的是，充电时锂离子在负极表面不均匀沉积，形成树枝状金属锂。液态电解液无法阻止其生长，出现“锂枝晶刺穿”：尖锐的枝晶极易刺穿仅5-25微米厚的隔膜，正负极短路！短路了，电流是正常数十倍，局部升温速度超每分钟1000度！电车放在停车场，没碰撞也起火，往往是这个原因。更常见的是电池外壳破损或密封老化，电解液泄漏，腐蚀性强、有毒且易燃，遇高温或电火花会燃烧。泄漏电解液的燃烧是电池火灾的主要燃料来源。
总之，电解液是祸害。电池能取消电解液，就太幸福了。固态电解质可以！不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，且能物理抑制锂枝晶生长。它从根本上消除了液态电解液的三大风险源：燃烧性、泄漏性、化学不稳定性，被认为是彻底解决锂电池安全问题的唯一路径。
固态电池另一个好处是，容量续航大增。主要是因为负极材料革命，石墨换成金属锂。金属锂当负极理论容量3860mAh/g，是石墨10.4倍！那为何液态锂电极不能换金属锂负极？因为充放电时会产生枝晶，刺穿液态电解液中的隔膜，短路起火。固态电解质硬度高，能物理抑制枝晶生长，而液态体系无法解决。固态电池取消了电解液系统减重，可用更多正负极材料来装锂离子。电压也提升了，电解液只能4.5V电压，再高会剧烈分解；固态电解质可耐受 5V以上电压，使正极可用高镍富锂锰基材料，理论容量从200mAh/g提升至300mAh/g。
说了这么多固态电池的好处，可以看出关键是把液态电解质换成固态电解质。要了解下“电解”是啥意思。
听到电解，直觉就是化学电解 ，用电分解物质（如电解水制氢），电流在液体里流动。19世纪电池发明时，只有液体能导电离子，故称为"electrolyte"（电解质）。实际电池里并没有化学反应，借用名词造成误解，实质是离子传导。液体进行离子传导方便，但固体也能离子传导，仍借用概念，叫固体电解质。固体电解质里电子在晶格之间跳跃，传输速度慢些，不如锂离子在液体里自由流动快速。
因此，固态电解质是 "具有离子导电性的固体材料" ，能在正负极之间传导锂离子。最成熟的是氧化物体系，如LLZO（锂镧锆氧）、LAGP（锂铝锗磷酸盐）。但最大缺陷是导电率仅为液态电解液的1/10-1/100，全固态时内阻过，因此要保留5%-10%液态电解液增强导电率，这被称为“半固态电池”。半固态的好处是安全性、能量密度、循环寿命、低温性能比液态电池全面改善。但是价格要贵一倍，快充性能差，安全性能提升有限（还是有液体只是半安全），生产难度大良品率低。半固态只会是过渡方案。
真正的全固态电池，用的是硫化物体系，如LGPS（锂锗磷硫）、LPSC（锂磷硫氯）。它 的离子电导率很高，接近液态电解液。业界多家公司都已经实现了续航1000公里以上、6-10分钟快充，是当前最被看好的终极电池技术路线。硫化物固态电解质，搭配金属锂负极能量密度可达600Wh/kg。问题就是成本太高，是液态电池的5-10倍。电动车最贵的就是液态电池，固态电池还要贵很多。一个车光电池就50万起，没意思了，成本高到百万元的豪车都抗不住 。另一个问题是电池寿命，如果开三年就要换电池，豪车也受不了。豪车用户即使不考虑价格，要求长续航、5分钟快充和10年耐久，固态电池目前做不到。
总之，固态电池就是成本和性能要继续提升，让人用得起。现在好处是，固态电池已经知道是怎么回事了，有多种办法优化，有非常多的细节。2027年据说可以把固态电池的电芯价格降到1.0-1.5元/Wh，与磷酸铁锂0.3元/Wh、三元锂0.5元/Wh相比，只是2-3倍价格，会是"高端车可接受"了。如雷克萨斯旗舰搭载丰田固态电池，售价80-100万元；奔驰S级1342公里续航版定价超150万元。据说2030年能规模化量产，年产4万台级别。
长远来说，固态电池成本一定比液态电池高不少，无论如何中低端车型还是会用液态电池。说“日本固态电池取代中国电池”，都是不懂。固态电池，最多就是2035年后在高端市场实现大规模替代，中端市场固液并存。
