眾所周知，鋰電池的電解質(zhì)只是鋰離子的導(dǎo)體，不能儲(chǔ)能。鋰電池的電解質(zhì)也不會(huì)是“金屬混合物”，因金屬不可傳導(dǎo)離子。液態(tài)的電解質(zhì)改變?yōu)楣虘B(tài)電解質(zhì)，如使用的電解質(zhì)總量不變，也不可能提高電池的能量密度。僅僅是減少絕緣層和其他安全措施而降低的非儲(chǔ)能材料的重量是有限的，因而由此提高的能量密度也不會(huì)多。

Sakti3已經(jīng)吸引到了來(lái)自知名企業(yè)的投資，比如通用汽車。QuantumScape也是一家固態(tài)電池技術(shù)公司，但他們的技術(shù)據(jù)傳和Sakti3較為類似。其實(shí)，采用高能存儲(chǔ)材料才是Sakti3電池的關(guān)鍵：有報(bào)導(dǎo)“Sakti3棄用了傳統(tǒng)鋰電池中的可燃液體電解質(zhì)，通過(guò)其高能存儲(chǔ)材料實(shí)現(xiàn)技術(shù)進(jìn)步”，使“Sakti3研發(fā)的電池能量密度達(dá)到每升1000瓦時(shí)，這是目前普通鋰電池的兩倍”。

從照片中可以看到，Sakti3超薄電池單體是長(zhǎng)×寬約200×100mm2的矩形薄片，厚度約1mm，電池兩表面已制備有有金屬光澤的電極，估計(jì)為鋁箔。

Sakti3使用的“高能存儲(chǔ)材料”是什么材料，固體電解質(zhì)是什么材料眾所周知，目前已知的可用于電池的“高能存儲(chǔ)材料”只有鋰硫化合物和鋰硅化合物兩類。當(dāng)電極箔表面分別制備鋰硫化合物膜和鋰硅化合物膜作正極和負(fù)極，采用能夠供鋰離子遷移的膜作電解質(zhì)，即可成為單體電池。

目前國(guó)內(nèi)外研究的鋰硫化合物和鋰硅化合物電池，都是按現(xiàn)有的電池結(jié)構(gòu)制造，受制于活性層充放電膨脹脫落和負(fù)離子的流失，電池壽命短。國(guó)內(nèi)外的研究者采取的解決方案，都不外乎是將存儲(chǔ)材料外包覆保護(hù)殼后制活性層，或是將活性層制備成多層三明治型。

作者在一發(fā)明中指出：作電解質(zhì)供鋰離子遷移的膜，可采用導(dǎo)電聚合物陽(yáng)離子膜。導(dǎo)電聚合物陽(yáng)離子膜包覆于鋰硫化合物或鋰硅化合物膜表面，可成為防止負(fù)離子流失的保護(hù)膜，可解決電池的壽命問(wèn)題。Sakti3單體電池的固態(tài)結(jié)構(gòu)，有利于解決活性層充放電膨脹脫落的問(wèn)題。將多個(gè)Sakti3單體電池并聯(lián)即可制備得高電壓的動(dòng)力電池。

Sakti3的優(yōu)點(diǎn)在于：可采用現(xiàn)有的涂布設(shè)備制備單體電池，也可采用3D打印制備單體電池。Sakti3的不足在于：電池電極的面積小，鑒于鋰硫化合物和鋰硅化合物的電子導(dǎo)電性和離子遷移性差，于電極膜表面制備的儲(chǔ)能膜不能太厚，致儲(chǔ)能膜的實(shí)際體積小、活性材料的量少。若電極和電解質(zhì)膜的質(zhì)量在電池中占比過(guò)大，將影響電池的儲(chǔ)能密度。成功的關(guān)鍵在于采用重量極輕的電極箔和電解質(zhì)膜，但更重要的還是如何增加儲(chǔ)能膜的厚度，看來(lái)Sakti3已成功地解決了此問(wèn)題。我也對(duì)找到了解決這個(gè)問(wèn)題的好辦法。

大眾汽車“目前焦點(diǎn)主要聚集在將現(xiàn)有鋰離子電池升級(jí)版方案，以及固態(tài)電池技術(shù)兩個(gè)方向”，雖然沒(méi)有提及具體的技術(shù)內(nèi)容，估計(jì)大眾的固態(tài)電池應(yīng)與Sakti3類似。

但是，還有一種固態(tài)電容器也可用于電動(dòng)汽車作高密儲(chǔ)能器?！度N改變世界的電池技術(shù)》一文中提到：“目前，美國(guó)能源部能源高級(jí)研究計(jì)劃局就正在測(cè)試兩個(gè)不同的固態(tài)電池項(xiàng)目，其一是鋰離子固態(tài)電池，另一個(gè)則完全不使用鋰?！边@一“完全不使用鋰”的“固態(tài)電池”作者估計(jì)就是固態(tài)電容器，因?yàn)榉卿嚥牧系膬?chǔ)能密度小，難以成為電池的“高能存儲(chǔ)材料”。

眾所周知電容器比電池在安全性、使用壽命、充電速度和管理等方面更有優(yōu)勢(shì)。通用汽車矚目的“固態(tài)電池”，其實(shí)是一種高儲(chǔ)能密度的固態(tài)電容器。2008年通用汽車曾入股EEStor公司取得9.8%的股權(quán)。而EEStor研究的就是高儲(chǔ)能密度的固態(tài)電容器。國(guó)內(nèi)有儲(chǔ)能權(quán)威和專業(yè)網(wǎng)站將EEStor電容器歸于“超級(jí)電容器”類，其實(shí)EEStor電容器采用高介電常數(shù)材料儲(chǔ)能，為標(biāo)準(zhǔn)的法拉第電容器，可按法拉第電容器原理設(shè)計(jì)。所謂“超級(jí)電容器”靠正負(fù)電極對(duì)壘儲(chǔ)能，為非法拉第電容器。

EEStor電容器能夠成為高儲(chǔ)能密度的電容器，是因其介電質(zhì)膜的介電常數(shù)達(dá)19818，膜的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)350V/μm，膜的厚度可保證電容器的工作電壓達(dá)3500V。按法拉第電容器原理即可計(jì)算出其儲(chǔ)能密度，EEStor號(hào)稱達(dá)280Wh/kg。中科院也對(duì)此類電容器進(jìn)行了研究，所制備的介電質(zhì)膜的介電常數(shù)比EEStor更高。但是至2009年后已無(wú)EEStor的新報(bào)道，有傳是奧巴馬下令將此技術(shù)列入了美國(guó)國(guó)家機(jī)密。

單體EEStor電容器的外形與Sakti3電池相類似，結(jié)構(gòu)為兩電極間夾一薄層介電質(zhì)層。因單體電容器的工作面積小，需將多個(gè)單體電容器并聯(lián)才能得到大儲(chǔ)能量，致制備復(fù)雜;另外，EEStor電容器設(shè)計(jì)于3500V電壓工作，用于電動(dòng)汽車存在安全隱患。EEStor介電質(zhì)膜的材料為560nm粒度的高介陶瓷粒，用4%聚脂粘結(jié)成膜，高介陶瓷粒是氧化鋁包覆的鈦酸鋇，對(duì)材料的純度要求達(dá)5個(gè)9，制備復(fù)雜。

本人研究了一種新型高介電常數(shù)材料，可制備介電常數(shù)高達(dá)105的膜。材料制備簡(jiǎn)便、成本低，已申請(qǐng)發(fā)明專利。作者的一個(gè)專利還解決了制備大比表面積電容器的難題。因膜的介電常數(shù)遠(yuǎn)高于EEStor介電膜，當(dāng)采用作者研究的電極制備儲(chǔ)能密度高達(dá)400Wh/kg的電容器時(shí)，電容器工作電壓可小于100V，使電容器更適合于作電動(dòng)汽車的動(dòng)力儲(chǔ)能器。

總結(jié)

采用何種技術(shù)可大幅提升電池能量密度即通常所問(wèn)的“超級(jí)電池”在哪里作者認(rèn)為，液流電池可用于新能源發(fā)電和電網(wǎng)，但不宜用于電動(dòng)汽車。能用于電動(dòng)汽車的“革命性突破”的“超級(jí)儲(chǔ)能器”，只有采用“高能儲(chǔ)存材料”大電流工作儲(chǔ)能器，或可高電壓工作的儲(chǔ)能器。高能儲(chǔ)存材料鋰硫化合物和鋰硅化合物制備的固態(tài)電池，可稱為“超級(jí)電池”，而高能儲(chǔ)存材料中的高介電常數(shù)材料制備的高儲(chǔ)能密度固態(tài)電容器，因已有正負(fù)電極對(duì)壘的非法拉第電容器在先稱為“超級(jí)電容器”，我們只好將其稱為“高密薄膜電容器”，以資與傳統(tǒng)低密度儲(chǔ)能的薄膜電容器相區(qū)別;而高工作電壓的高儲(chǔ)密度能的“超級(jí)電容器”，則稱為“高密超級(jí)電容器”，以資與儲(chǔ)能密度小的“超級(jí)電容器”相區(qū)別。