باتری‌های لیتیم-یون پلیمری حالت جامد به دلیل نگرانیهایی که به دلیل استفاده از الکترولیتهای مایع در باتری وجود داشت ارتقا یافتند.
باتریهایی که از الکترولیت مایع استفاده میکنند به شدت آتشگیر هستند و اگر باتری تحت فشار زیادی (سرعت زیاد شارژ) قرار گیرد، منجر به انفجار الکترولیت مایع موجود در باتری شده و اشتعال صورت گیرد. به همین منظور تحقیقات زیادی برای ارتقای الکترولیتهای پلیمری مناسب با اهداف تجاری به خصوص برای کاربرد در خودروهای الکتریکی انجام گرفتند.
بهتر است مطلب را با توضیحی درباره باتری‌های حالت جامد غیر پلیمری آغاز کنیم. اولین باتری حالت جامد لیتیمی، باتری لیتیم-یدید بود. در این نمونه ورقهای از فلز لیتیم با ید جامد تماس دارد. واکنش مواد منجر به تشکیل لایه لیتیم یدید بر سطوح الکترودها خواهد شد. پس از تشکیل این لایه، جریان بسیار کم و کوچکی میتواند از آند لیتیم به کاتد ید (I2) جریان یابد و برای چند سال نیز به همین صورت به کار خود ادامه دهد. به همین منظور این نوع باتریها از دهه 1970 برای ساخت دستگاههای ضربان قلب استفاده شدهاند.
به غیر از باتری‌های لیتیمی، باتری‌های ZEBRA را هم میتوان در خانواده باتری‌های حالت جامد قرار داد که در آنها آند فلز سدیم ذوب شده و بر الکترولیت جامد "β- آلومینا پوششدهی میشود و شارژ و دشارژ برگشتپذیری را برای سل فراهم میکند. حرارت ایجادشده در طی عملکرد باتری، دمای آن را در مقدار تقریبی ℃ 300 نگه میدارد که دمای کاربردی برای باتری‌های Na-S به شمار میرود. باتری‌های سدیم سولفور ارزان هستند و معمولاً برای ایستگاههای ذخیرهای استفاده میشوند.
باتری‌های پلیمری در دهه 1990 در فرانسه رونق یافتند که هم اکنون نیز تنها همین کشور این نوع باتریها را تولید میکند. شرکت Blue Solutions، یکی از شرکتهای تابعه شرکت فرانسوی Ballore باتری‌های لیتیم-یون پلیمری را میسازد که در دمای ℃ 60 کار میکند. کاربرد اصلی این باتریها در خودروهای الکتریکی است ولی تلاش این شرکت، استفاده از این باتریها در ایستگاههای ذخیرهای است.
این باتریها مزایای مختلفی دارند که احتمال کمِ آتشگیری، اصلیترین آنهاست. الکترولیتهای مایع از مواد آلی آتشگیر ساخته میشوند که یک تهدید جدی است. به همین دلیل برخی باور دارند که جایگزین کردنِ الکترولیت مایع با با یک ماده پلیمری میتواند احتمال وقوع آتش را حذف کرده یا کاهش دهد. حقیقت این است که اغلب باتری‌های پلیمری حاوی فلز لیتیم هستند که به اشتعال آور است. فلذا راه حل اصلی، ساخت باتریهایی با آندهای غیر مشتعل (مانند گرافیت و سیلیکون) و الکترولیتهای پلیمری است.
نمونههای پلیمری به راحتی قابل تهیه هستند، البته ضخامت نهایی باتری برای اهداف کاربردی بسیار زیاد است (کمتر از 10 میکرون برای رقابت با نمونههای فعلی نیاز است). در خصوص الکترولیتهای معدنی جامد، کسی راهکاری برای افزایش مقیاس تولید آنها نیندیشیده است. البته پروژههایی در سطح پایلوت وجود دارند نظیر اقداماتی که توسط شرکت Solid Power در آمریکا صورت گرفته است.
الکترولیتهای ژل پلیمر در دمای اتاق قابل کارکرد هستند، اما به عنوان پلی به فناوری الکترولیت کاملاً جامد نامبرده میشوند و هنوز هم از مقادیر زیادی الکترولیت مایع اشتعالآور استفاده میکنند. در این میان، برخی از محققان، باتری‌های هیبریدی را ارتقا دادند که مزایای الکترولیتهای مایع و جامد را با هم دارد.
فناوری باتری‌های لیتیم-یون پلیمری در حال حاضر اصلیترین زمینهای است که شرکتهای خودروسازی سعی در ارتقای آنها دارند و به همین دلیل، اکثر آنها سعی در کسب سهام در شرکتهای سازنده الکترولیت جدید و جامد دارند.
باتری‌های بر پایه الکترولیت جامد، راهکاری برای دستیابی به کاتدهای ولتاژ بالا هستند که برای توسعه خودروهای الکتریکی بسیار سودمند میباشند. در حال حاضر، کمبود مسافت طی شده، مهمترین عامل در عدم گسترش خودروهای الکتریکی است که با استفاده از باتری‌های پلیمری میتوان بر این مشکل فائق آمد.
