不知從什么時(shí)候起，手機(jī)成了大家越來(lái)越離不開(kāi)的“伙伴。一朝手機(jī)沒(méi)電，頓覺(jué)抓耳撓腮不知所措，有被遺棄在密林深處，被隔離在世界之外的感覺(jué)。手機(jī)的能量哪里來(lái)？主要是鋰離子電池，老百姓俗稱(chēng)“鋰電池。

目前用到鋰電池的地方很多，除了不離身的手機(jī)，常用的iPad、相機(jī)、筆記本電腦等都需要它提供能量，再往大物件說(shuō)，時(shí)尚環(huán)保的電動(dòng)汽車(chē)、特種發(fā)動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)等都需要在它的幫助才能“動(dòng)起來(lái)。鋰離子電池在我們的生活中充當(dāng)著重要角色，如果有一天，鋰電池選擇集體“罷工，或許我們會(huì)生出各種不自在，像犯了煙癮一樣的難耐。

雖然集體“罷工的可能性不大，但若使用不當(dāng)，其內(nèi)部的有機(jī)電解液偶爾“鬧脾氣引起安全事故倒是有的。如曾經(jīng)出現(xiàn)的鋰電池在飛機(jī)貨倉(cāng)起火的事故就是氣壓變化導(dǎo)致電解液泄漏所致。飛機(jī)在萬(wàn)米高空飛行時(shí)，貨倉(cāng)中只有0.1個(gè)大氣壓（地上是1個(gè)大氣壓），這使得鋰電池內(nèi)外壓差過(guò)大，出現(xiàn)電池破殼、電解液泄漏，甚至發(fā)生自燃。這也是為什么乘坐飛機(jī)時(shí)鋰電池需要隨身攜帶的原因（客艙會(huì)采取增壓處理）。最典型的鋰電池故障案例是：被冠以“最安全的波音787客機(jī)在2013年1月因作為主電池和輔助動(dòng)力電池的鋰電池電解液漏液等原因起火而停飛3個(gè)月，使公司信譽(yù)受損。那如何消除鋰電池這些安全隱患，才能讓人們用得放心、舒心呢？全固態(tài)薄膜鋰電池或許是解決現(xiàn)有問(wèn)題的不錯(cuò)選擇。全固態(tài)鋰離子電池按電解質(zhì)種類(lèi)分為：聚合物型、硫化物型、薄膜型。這里主要介紹薄膜型全固態(tài)鋰電池。

全固態(tài)薄膜鋰電池與現(xiàn)有鋰電池的工作原理相同，最主要的區(qū)別是電池中沒(méi)有有機(jī)電解液，取而代之的是固體的像紙一樣的薄膜電解質(zhì)，徹底解決了電解液泄漏的安全隱患。薄膜鋰電池主要由固態(tài)的基片和基片表面的固態(tài)功能薄膜層構(gòu)成，功能薄膜層包括電流收集極、正極、電解質(zhì)、負(fù)極和封裝保護(hù)膜，厚度僅10μm。充電時(shí)，正極析出的Li+經(jīng)過(guò)電解質(zhì)傳導(dǎo)到負(fù)極，在負(fù)極Li+與通過(guò)外電路達(dá)到的電子復(fù)合，形成沉積在負(fù)極表面的Li原子。放電時(shí)過(guò)程相反，Li+做反方向運(yùn)動(dòng)經(jīng)電解質(zhì)嵌入正極晶格。因在充放電過(guò)程中Li+在正負(fù)極兩端“搖擺，鋰電池也常被稱(chēng)為“搖擺椅電池，我更愿意把Li+想象成如特立獨(dú)行的小魔女騎著魔法掃帚在正負(fù)極穿梭。

全固態(tài)鋰電池除安全性較傳統(tǒng)鋰電池優(yōu)越外，還兼具其他優(yōu)點(diǎn)。比如：

（1）能量密度（單位體積儲(chǔ)存的能量）高，倍率性能好（可以簡(jiǎn)單地理解為大電流充放電，大電流充電的好處是充電速度快，如我們現(xiàn)在常用鋰電池的充電電流為2.1A，其充電速度比原來(lái)1.0A的鋰電池快很多），自放電率（能量偷偷跑掉的缺點(diǎn)）更低，充放電循環(huán)壽命更長(zhǎng)，最長(zhǎng)可達(dá)45000次（以一年365天每天充10次電計(jì)算，可以使用12年以上，設(shè)備壞了電池還好好的），并保存95%的初始容量，而普通鋰電池一般在1000次循環(huán)后容量就會(huì)降到初始時(shí)的80%。

（2）可以在更為苛刻的環(huán)境下使用，如耐高低溫能力更強(qiáng)，在低溫-40℃、高溫150℃下性能良好，從而可用于半導(dǎo)體工業(yè)中的高溫探測(cè)器、石油勘探和空間探測(cè)。

（3）薄膜電極電勢(shì)均一，電極局域過(guò)充、過(guò)放電的風(fēng)險(xiǎn)小。