電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）隨著半導(dǎo)體技術(shù)的升級(jí)，各類(lèi)移動(dòng)電子設(shè)備已經(jīng)在我們的日常生活中成為了不可或缺的工具。其中電池技術(shù)的進(jìn)步，無(wú)疑是這些移動(dòng)電子設(shè)備得以普及的重要因素之一。

現(xiàn)在使用最普遍的莫過(guò)于鋰離子電池和鋰離子聚合物電池，在鋰電池的幫助下，移動(dòng)電子設(shè)備能夠可在小尺寸的電池里儲(chǔ)存盡可能多的電量，并通過(guò)高輸出充放電。在移動(dòng)電子設(shè)備更新?lián)Q代極快的現(xiàn)在，鋰離子電池對(duì)于移動(dòng)電子設(shè)備來(lái)說(shuō)也不是沒(méi)有任何瑕疵的。

IoT設(shè)備的電池挑戰(zhàn)

可穿戴設(shè)備、移動(dòng)電子設(shè)備這些泛IoT設(shè)備中的電池發(fā)展正在向更小的尺寸和更大容量發(fā)展。鋰離子電池在這一方面做得已經(jīng)不錯(cuò)了，但是因?yàn)殡娊赓|(zhì)材料（可燃性有機(jī)溶劑）的原因，其弊端大家也都或多或少感受過(guò)。

首先是在低溫時(shí)，這些設(shè)備的耗電極快，需要頻繁充電，這一點(diǎn)想必大家都深有體會(huì)。這是因?yàn)橐后w電解質(zhì)在低溫環(huán)境下離子移動(dòng)會(huì)變得遲鈍，電池性能會(huì)下降，電壓也會(huì)下降。相對(duì)的，高溫環(huán)境同樣不適合鋰離子電池，電池發(fā)熱也是常被詬病的問(wèn)題。

甚至極端一點(diǎn)的情況，因?yàn)殡娊赓|(zhì)材料里有可燃性有機(jī)溶劑，一旦電池受到來(lái)自外界的劇烈沖擊或者電池內(nèi)部發(fā)生短路，發(fā)熱最嚴(yán)重時(shí)甚至可能會(huì)起火。

這些弊端是材料本身的特性，為了解決這些使用隱患，業(yè)內(nèi)開(kāi)始嘗試使用不燃固態(tài)材料代替原本的可燃性有機(jī)溶劑，這種電池被稱(chēng)為全固態(tài)電池。

全固態(tài)電池優(yōu)勢(shì)

全固態(tài)電池的部件均為固態(tài)，正極和負(fù)極之間電解質(zhì)為固體，離子直接在固態(tài)電解質(zhì)材料內(nèi)部移動(dòng)，不再需要隔膜隔離開(kāi)正負(fù)極。固態(tài)電解質(zhì)的難度在于材料，很長(zhǎng)一段時(shí)間，業(yè)內(nèi)都沒(méi)有找到能讓足夠的電向電極流動(dòng)的固體材料。隨著固態(tài)電解質(zhì)材料的突破，全固態(tài)電池的開(kāi)發(fā)開(kāi)始走上快車(chē)道。

通過(guò)將電解質(zhì)從液體變?yōu)楣腆w，首先解決了低溫與高溫耐受問(wèn)題，固態(tài)電解質(zhì)中離子受低溫影響的程度會(huì)減弱很多，不會(huì)影響到電池性能。高溫發(fā)熱這一點(diǎn)同樣有著顯著的優(yōu)化，而且因?yàn)椴辉俸锌扇疾牧希踩禂?shù)大大提升。

耐高溫帶來(lái)的另一個(gè)好處是，固態(tài)電池在充電時(shí)不會(huì)因充電功率的提升而出現(xiàn)明顯的過(guò)熱，相關(guān)的快充技術(shù)能夠更好地應(yīng)用在固態(tài)電池上而不用擔(dān)心安全風(fēng)險(xiǎn)。

鋰離子電池依靠化學(xué)反應(yīng)來(lái)提供電能，隨著反應(yīng)次數(shù)增多，不可避免地會(huì)發(fā)生老化。全固態(tài)電池同樣會(huì)發(fā)生老化，但因?yàn)殡x子轉(zhuǎn)移過(guò)程并不和化學(xué)反應(yīng)掛鉤，其老化速度遠(yuǎn)低于液態(tài)電解質(zhì)。使用全固態(tài)電池的移動(dòng)設(shè)備在壽命上會(huì)更具優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)在為了更高的電池輸出，固態(tài)電解質(zhì)材料一直在取得突破。比如汽車(chē)固態(tài)電池中的硫化物電解質(zhì)，不過(guò)這種材料會(huì)產(chǎn)生有毒氣體，降低了安全性。IoT設(shè)備安全性向來(lái)很受重視，為了在不降低安全性的前提下提高電池容量，氧化物陶瓷材料的固態(tài)電池提供了一個(gè)不錯(cuò)的思路。

這種氧化物陶瓷材料，使用類(lèi)似MLCC多層一體化的制作工藝，但工藝?yán)锏募?xì)節(jié)卻完全不同。在電極之間添加陶瓷材料導(dǎo)電體的構(gòu)造，聽(tīng)起來(lái)容易，但制造起來(lái)卻異常麻煩，所以目前市面上只有少數(shù)廠商才能實(shí)現(xiàn)。

小結(jié)

這種氧化物陶瓷固態(tài)電池，兼顧了安全性和高能量密度，能夠讓可穿戴設(shè)備、移動(dòng)電子設(shè)備這些泛IoT設(shè)備發(fā)揮出更大作用。

首先其耐熱性大幅增強(qiáng)，很多環(huán)境嚴(yán)苛的場(chǎng)景里原本無(wú)法使用的IoT設(shè)備得以進(jìn)入其中發(fā)揮作用。其次充電功率的提升讓IoT設(shè)備不再為電量擔(dān)憂(yōu)。當(dāng)然，其更高的可靠性也讓IoT設(shè)備更加安全。