2016年9月，某品牌手机上市不到一周，就开启了“爆炸门”模式，从韩国本土开始迅速炸遍全球。为保障航空安全，各大航空公司均拒绝该款手机登机，其“火热”程度给中国乃至全球消费者带来极大的物质及精神损失。
从此事故分析来看，“原本不能互相接触的电池阴阳两极触碰到一起导致短路”是手机电池燃损主要原因，简单来说也就是电池内部隔膜被刺破导致内部正负极短路导致。业内专家表示“智能手机制造商都希望获得最长的电池续航时间，这有点像在进行一场军备竞赛。”“这种趋势正在产生另一种趋势：电池事故越来越容易发生。”
现阶段，在智能手机以超薄机身为主流设计的当下和智能手机续航成为最大的制约因素的双重作用下，大部分厂商会暴力提升电池续航能力，电极材料决定的电池体积能量密度受到手机厂商的特殊关注，导致电池制造商在电池材料体系及体积不变的情况下强行提升电池的体积能量密度，这样就势必采用更薄的隔膜材料，减少隔膜的这部分体积，就能多装一点正极和负极材料，这就可以提升电池能量密度和手机的续航时间。但越薄的隔膜对工艺的要求越严格，稍微的质量瑕疵或电池工艺失误都有可能造成隔膜缺陷，进而导致电池的短路。“几乎所有厂商都在追求在有限的体积内装进更多的电能，以延长续航能力。”在材料体系没有创新的条件下，目前商品化的液态锂离子电池的能量密度已经逼近“极限”，厂商为了能在更小的体积内提供更多的能量，只能想方设法挤压辅助材料所占的空间，给电池“瘦身”。可是，简单粗暴的“瘦身”与“安全”在商品化的手机锂电池上却难以兼得。这个瓶颈问题只有固态锂电池可以解决，固态锂电池采用固态电解质代替液体电解液，可以使电池能量密度达到450 Wh/kg以上，是商品化锂离子电池的2.5倍，同时有效克服了热失控的安全风险，具备高安全高能量密度的显著优势。
在中国科学院深海电源项目和中科院纳米先导项目的大力支持下，中科院青岛能源所崔光磊团队坚持源头创新，从电解质分子结构与离子电导率的构效关系出发，深入研究离子传输机理与压力耦合的多尺度科学问题，创新发展了综合性能优异、刚柔并济的复合聚合物固态电解质，并开发了金属锂界面修饰技术，研制出全海深高能量密度高安全固态锂电池动力系统。新研发的大容量固态聚合物锂电池“青能Ⅰ号”经第三方检测，能量密度超过250瓦时/千克，500次循环容量保持80%以上，在多次针刺和挤压等苛刻测试条件下保持非常好的安全性能，有效克服了液态锂电池容易热失控的安全风险，可满足深潜器长续航、高安全的要求，能够成为国家大力发展的深海空间站理想的能源动力。升级换代的固态锂电池“青能Ⅱ号”的能量密度经第三方权威检测已高达300瓦时/千克，通过了国家电源检测中心的系统的权威检测。同时正在开发第三产品“青能Ⅲ号”，能量密度超过385瓦时/千克，该能量密度是商品化液态锂电池的2倍以上，可以大幅提高深潜器和电动车续航能力。
2017年1月15日至3月25日，青岛能源所开发的固态电池系统（青能-Ⅰ）随中科院深海所深渊科考队远赴马里亚纳海沟（科考航次TS03），为“万泉”号着陆器控制系统及CCD传感器提供能源，累计完成9次下潜，深度均大于7000米，其中6次超过10000米，最大工作水深10901米，累计水下工作时间134小时，最大连续作业时间达20小时，顺利完成万米全深海示范应用，这标志着中国成为继日本之后世界上第二个成功应用全海深锂二次电池动力系统的国家，标志着中科院“陆海融合”突破全海深电源技术瓶颈，掌握全海深电源系统的核心技术。
固态锂电池此次在全海深科考工作中的成功应用，进一步证实了固态锂电池高安全可靠性和高能量密度的特点，这项集“安全”与“能量密度”于一身的电池技术在手机、机器人、电动汽车等领域有广泛的应用空间，相信在不久的将来这一技术必然为您的移动生活增添色彩，让您拥有更加安全持久的通讯和动力。
作者系中国科学院青岛生物能源与过程研究所工作人员
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