På nuværende tidspunkt bruger de fleste elektriske køretøjer og energilagringssystemer lithium-ion-batterier. Selvom de har høj energitæthed og hurtig opladningshastighed, har de sikkerhedsproblemer. Derfor udvikler industrien aktivt batterier med fast tilstand i håb om, at de kan erstatte traditionelle lithium-ion-batterier. Hvad er et faststof-batteri? Solid-state batterier er en type batteriteknologi. I modsætning til de lithium-ion-batterier og lithium-ion-polymerbatterier, der ofte bruges i dag, er faststofbatterier batterier, der bruger faste elektroder og faste elektrolytter. I faste statiske ionik er faste stofbatterier batterier, der bruger faste elektroder og faste elektrolytter. Faststofbatterier har generelt lav effekttæthed og høj energitæthed. Da faste statsbatterier har et højt effekt-til-vægt-forhold, er de ideelle batterier til elektriske køretøjer. Hvad er et lithium-ion-batteri? Lithium-ion-batterier er sekundære batterier (genopladelige batterier), der hovedsageligt er afhængige af bevægelsen af lithiumioner mellem de positive og negative elektroder til at fungere. Under ladnings- og udladningsprocessen er Li+ sammenkalket og deintercaleret frem og tilbage mellem de to elektroder: Under opladning er Li+ deintercaleret fra den positive elektrode og intercaleret i den negative elektrode gennem elektrolytten, og den negative elektrode er i en lithiumrig tilstand; Under udskrivning er det modsatte sandt. Lithium-ion-batterier blev først udviklet af Sony Corporation of Japan i 1990. Det indlejrer lithiumioner i carbon (petroleumskoks og grafit) for at danne en negativ elektrode (traditionelle lithiumbatterier bruger lithium- eller lithiumlegering som den negative elektrode). Lixcoo2 bruges ofte som det positive elektrodemateriale, lixnio2 og lixmnO4 bruges også, og elektrolytten er LIPF 6+ diethylencarbonat (EC)+dimethylcarbonat (DMC). Hvad er forskellen mellem faststofbatterier og lithium-ion-batterier? Den største forskel mellem faststofbatterier og lithium-ion-batterier er elektrolytten. Elektrolytten af lithiumioner er flydende og findes i form af gel og polymer, hvilket gør det vanskeligt at reducere batteriets vægt. Derudover er energien fra en enkelt lithiumbatteripakke ikke høj, så flere batteripakker skal tilsluttes i serie, hvilket yderligere øger vægten. Omkostningerne ved teknik, fremstilling og installation af batteripakker tegner sig for en stor del af de samlede omkostninger ved elektriske køretøjer. Ud over vægtproblemet er elektrolytten også brandfarlig, ustabil ved høje temperaturer og har termiske løbsproblemer. Hvis der opstår en bilulykke, kan det forårsage en alvorlig brand. Elektrolytten er også let at fryse ved lave temperaturer, hvilket reducerer batteriets udholdenhed. Derudover vil elektrolytten korrodere de interne komponenter i batteriet, og opladnings- og afladningsprocessen vil også producere dendritter, hvilket vil reducere batteriets kapacitet, ydelse og levetid. Der er ingen tung flydende elektrolyt inde i faststofbatteriet, men en fast elektrolyt i form af glas, keramik eller andre materialer. Den overordnede struktur af faststofbatteriet ligner strukturen for det traditionelle lithium-ion-batteri, og opladnings- og udledningsmetoderne er også ens, men fordi der ikke er nogen væske, er batteriet mere kompakt inde, mindre i størrelse og har øget energitæthed. Hvis lithium-ion-batteriet i det elektriske køretøj erstattes med et faststof-batteri med samme volumen, kan kapaciteten teoretisk øges med mere end 2 gange. Desuden er vægten af det faststof-lithiumbatteri lettere, og overvågnings-, afkølings- og isoleringssystemet i lithium-ion-batteriet er ikke påkrævet. Chassiset kan frigøre mere plads til batteriet, hvilket i høj grad øger udholdenheden af det elektriske køretøj. Derudover har faststofbatteriets opladning hurtigere end lithium-ion-batteriet, ikke har nogen ætsende problemer og har en længere levetid. Med hensyn til driftstemperaturen har faststofbatteriet termisk stabilitet og fryser ikke ved lave temperaturer. For brugere, der bor i mellemstore og høje breddegrader, kan dette sikre udholdenhed af det elektriske køretøj.
