3. 技术路线

3.1.分类:电解质按照电解质化学成分划分，固态电池可分为聚合物、氧化物、 硫化物电解质三种类型。

1)聚合物电解质：易加工，耐受高电压，制备成本低，技术较成熟，已实现小规模量产，产品性能与电解液类似。但离子电导率和循环寿命有待提高，界面电阻高，容易脆裂。
2)氧化物电解质：导电率高于聚合物，耐受高电压，但界面电阻高，固-固 接触会持续变差，且对空气较敏感。布局企业包括清陶、卫蓝、辉能、赣锋、宁德等。
3)硫化物电解质：导电率和能量密度最高，接触性好，且容易加工。但温度 范围较窄(60-85°C)。布局企业包括松下、三 星；宁德、清陶，SolidPower  等。

3.2. 正负极正极：目前半固态电池正极以三元高镍为主，全固态电池以氧化物正极作为主要路线，未来工艺成熟后，可能切换到尖晶石。负极：短期内以石墨负极和硅碳负极为主，长期有望切换至金属锂。

4. 制造工艺

4.1.半固态电池:半固态电池仍需要电解液，其制造工艺和液态电池相差不大。不同的地方在于混浆，以及负极预锂化，原位固态化(将部分电解液转化为固态电解质)几个环节。
4.2.全固态电池

1)成膜工艺:固体电解质的成膜工艺是全固态电池制造的核心。不同的工艺会影响固体电解质膜的厚度和离子电导率，固体电解质膜过厚会降低全固态电池的质量能量密度和体积能量密度，同时也会提高电池的内阻；固体电解质膜过薄机械性能会变差，有可能引起短路。成膜工艺可分为湿法工艺、干法工艺和气相沉积工艺三种。
(1)湿法工艺操作简单，工艺成熟，易于规模化生产，但成本高，且采用的溶剂可能具有毒性，残留的溶剂会降低固体电解质膜的离子电导率。按照载体不同，湿法工艺可分为模具支撑成膜、正极支撑成膜以及骨架支撑成膜。模具支撑成膜常被用于制备聚合物电解质膜及复合电解质膜，将固体电解质溶液倾倒在模具上，随后蒸发溶剂，从而获得固体电解质膜，通过调节溶液的体积和浓度来控制膜的厚度。正极支撑成膜常用于无机电解质膜及复合电解质膜的制备，将固体电解质溶液直接浇在正极表面，蒸发掉溶剂后，在正极表面形成固体电解质膜。与模具支撑相比，正极支撑可以获得更薄的固体电解质膜和更好的界面接触。骨架支撑成膜常用于复合电解质膜的制备，将固体电解质溶液注入骨架中，蒸发掉溶剂后，形成具有骨架支撑的固体电解质膜。
(2)干法工艺不需采用溶剂，成本低，成品膜电导率高，但成膜厚度偏大。干法 工艺将固体电解质与聚合物粘结剂分散成高粘度混合物，然后对其施加足够的 压力使其成膜。

A.干法工艺的优点是不采用溶剂，成膜无溶剂残留，离子电导率 高，直接将固体电解质和粘结剂混合成膜，不需要烘干；成本低。干法工艺的 

B.缺点是形成的固体电解质膜通常厚度偏大，会降低全固态电池的能量密度。
气相沉积法成本较高，应用较窄。气相法包括化学气相沉积，物理气相沉积，电化学气相沉积和真空溅射沉积等固体电解质膜制备工艺。这些方法是在电极上形成超薄电解质膜。气相方法的成本较高，只适用于薄膜型全固态电池。

2)装配工艺:固态电池通常采用软包的方式集成。可按照裁片与叠片的先后顺序将叠片工艺分为分段叠片和一体化叠片。

*分段叠片(图a)   沿用液态电池叠片工艺，将正极、固体电解质层和负极裁 切成指定尺寸后按顺序依次叠片后进行包装； 

*一体化叠片(图b)  是在裁切前将正极，固体电解质膜和负极压延成3层结构，按尺寸需求将该3层结构裁切 成多个“正极-固体电解质膜-负极”单元，并将其堆叠在一起后进行包装。

3)为解决界面接触问题，对于聚合物全固态电池，可以通过加热解决聚合物电解质膜同正负极间的界面电阻；对于氧化物和硫化物电解质膜，则需要进行压制处理改善固体电解质与电极之间的机械接触。

4.3. 不同技术路线固态电池制备工艺比较
聚合物全固态锂电池制备工艺的特点是通过干法和湿法工艺均可制备复合固态正极和聚合物电解质层；电池组装通过电极与电解质间的卷对卷复合实现；
干法和湿法都非常成熟，都易于制备大电芯；易于制备出双极内串电芯。其问题是成膜均一性难以控制；难以兼容高电压正极材料，导致能量密度不高；受醚类聚合物电解质材料限制，电池往往在高温下才能工作。薄膜全固态电池的正极集流体、正极、LIPON、负极集流体、金属锂负极、外包装保护层均通过真空镀膜技术制备，成本不低，详见4.2.1节。硫化物全固态锂电池干法工艺的特点是节省去溶剂工艺制备成本及节约制备周期；无其他物质(溶剂)对电解质的影响；干法电池性能更稳定。其问题是制备大容量电池困难；电解质层厚度较厚，阻抗较高；粉末压实需要较高平压压强(10t/cm2) 。 氧化物全固态锂电池的制备过程是正极和固态电池电解质材料的制备通过球磨的方式分别进行；使用高频溅射法，将固态电池溅射到正极材料表面；将复合好的正极-电解质材料进行高温烧结；通过电子束蒸发法将负极分布到电解质材料上。