原理：傳統的液態鋰電池又被科學家們形象地稱為“搖椅式電池”，搖椅的兩端為電池的正負兩極，中間為電解質（液態）。而鋰離子就像優秀的運動員，在搖椅的兩端來回奔跑，在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，電池的充放電過程便完成了。

固態電池的原理與之相同，只不過其電解質為固態，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提昇電池容量。因此，同樣的電量，固態電池體積將變得更小。不僅如此，固態電池中由於沒有電解液，封存將會變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節約了成本，還能有效減輕重量。

優勢：

優勢一，輕——能量密度高。使用了全固態電解質後，鋰離子電池的適用材料體系也會發生改變，其中核心的一點就是可以不必使用嵌鋰的石墨負極，而是直接使用金屬鋰來做負極，這樣可以明顯減輕負極材料的用量，使得整個電池的能量密度有明顯提高。

優勢二，薄——體積小。傳統鋰離子電池中，需要使用隔膜和電解液，它們加起來占據了電池中近40%的體積和25%的質量。而如果把它們用固態電解質取代（主要有有機和無機陶瓷材料兩個體系），正負極之間的距離（傳統上由隔膜電解液填充，現在由固態電解質填充）可以縮短到甚至只有幾到十幾個微米，這樣電池的厚度就能大大地降低——因此全固態電池技術是電池小型化，薄膜化的必經之路。

儲能材料，具有能量儲存特性的材料。

它不僅能存儲能量，並且能使能量轉化，以供需用。最常見的儲能材料有儲氫合金和用於一次電池（即原電池，放電後不能復原使用）、二次電池（即蓄電池，放電後可重新充電復原反復使用）的材料。

常見的一次電池有鋅–二氧化錳電池、鋅–氧化汞電池、鋅–氧化銀電池和鋰電池等。

常見的二次電池為鉛–酸電池、鎳–鎘電池、鎳–鋅電池和鎳–氫化合物電池、鈉–硫電池、鋰離子電池等。

儲氫合金及其應用　

氫是自然界中儲量最大的元素，也是一種非常清潔的能源。儲氫合金所存儲的氫的密度比液態氫大得多（液氫的密度為4.2×1022大氣壓/厘米3，而LaNi5的氫密度為6.2×1022大氣壓/厘米3），並且釋放氫時所需的能量很小。

儲氫合金的工作壓力很低，操作簡單安全可靠。研發中的儲氫合金體系有AB5型混合稀土合金、AB2型Laves相合金、AB型鈦鐵系合金、A2B型Mg–Ni系合金和釩基固溶體合金等。

儲氫合金與氣體氫發生反應時生成金屬氫化合物，大量的氫以固態形式儲存於儲氫合金中。

儲氫合金的吸氫與放氫，實際上就是金屬氫化物的形成與分解。

儲氫合金的基本特徵是：能可逆地大量吸氫和放氫，伴隨著吸（放）氫過程出現放（吸）熱效應，對氫能選擇性地吸收，吸放氫的平衡壓力隨溫度急劇變化。

儲氫合金可用於鎳–氫化合物電池、氫的儲存和淨化、氫同位素分離、氫氣回收、熱泵、製冷等。

在儲能方面儲氫合金的應用主要有以下兩方面：①鎳–金屬氫化合物電池材料。這是一種以儲氫合金作為負極材料的新型二次電池，其能量密度比鎳–鎘電池高1.5～2.0倍，且無鎘的汙染環境問題。所以，作為鎳–鎘電池的替代電池，已廣泛應用作各種便攜式電子器具、移動通信、計算機等的電源。在各種儲氫合金中，AB5型混合稀土合金具有優良的性能價格比，作為負極材料廣泛應用於鎳–金屬氫化合物電池。

②氫燃料儲存器材料。氫的熱值高，易點燃，燃燒時無有害氣體和灰渣產生，是理想的環保能源之一。

由於燃油汽車對都市環境造成危害，因而氫燃料汽車的發展備受重視。AB5型混合稀土合金是廣泛應用的儲氫材料，為提高其性能，對其化學組成和組織結構優化不斷地開展著研究。

鋰電池與鋰離子電池材料　

作為一次電池的鋰電池，是一種以鋰作為負極活性物質的化學電池。由於金屬鋰的電極電位最負(−3.03伏)，並且鋰的密度很小，鋰電池具有很高的能量密度，它是高能電池的重要品種。自20世紀70年代以來，以金屬鋰為負極的各種高比能鋰一次電池相繼問世，獲得了廣泛應用。

其中以層狀化合物γ·β二氧化錳作正極，以鋰作負極和以有機電解液構成的鋰電池獲得最廣泛的應用。它是照相機、電子手錶、計算器等各種具有存儲功能電子器件或裝置的理想電源。此外，還開發出鋰–聚氟化碳電池、鋰–二氧化硫電池、鋰–硫化銅電池、鋰–碘電池等。鋰離子電池為二次電池，其原理為電池充電時鋰離子從正極脫嵌，通過電解質和隔膜，嵌入負極中，反之當電池放電時鋰離子又從負極中脫嵌，通過電解質和隔膜，重新嵌入到正極中。

由於鋰離子在正負極中有固定的空間和位置，因此，電池有很好的可逆性，其電容量大並且具有長循環壽命和安全性。鋰離子電池的正極材料包括氧化鈷鋰（LiCoO2）、氧化鎳鋰（LiNiO2）、氧化錳鋰（LiMn2O4）等材料。而負極材料為碳材料。作為正極材料的導電聚合物的研究也受到重視。電解質的作用為在電池的正負極間形成良好的離子導電通道。

常用的電解質是由有機溶劑和鋰鹽構成的。

聚合物電解質是目前很重要的研發方向，因它有利於實現電池的小型化。自1990年鋰離子電池問世以來發展迅猛，它能滿足移動通信、筆電等對電源小型化、輕量化、工作時間長和對環境無汙染的要求。鈉–硫電池材料　這是一種新型高溫固體電解質二次電池，其負極和正極分別為熔融的金屬鈉和硫，其電解質為β–氧化鋁。鈉–硫電池的工作溫度為300～350℃，理論比能量很高（790瓦·時/千克），充放電循環壽命長(900次)，並且電池所用的原材料豐富，成本低。

此種電池很受重視，目前仍處於研發中，以期用於電動汽車的動力源等。

最常見的儲能材料有儲氫合金和用於一次電池（即原電池，放電後不能復原使用）、二次電池（即蓄電池，放電後可重新充電復原反復使用）的材料