然而，高鎳三元電池也對電解液帶來了巨大的挑戰。高鎳三元正極的吸水性強、穩定性低，在高溫條件下鎳元素的催化作用會加速電解液的分解，使電解液氧化，而產生裂縫并且溶出的錳、鈷等過渡金屬離子還會破壞負極上的SEI膜，致使在高溫環境下電池的容量、回圈和安全性都受到嚴重影響。
電解液主要由溶劑、六氟磷酸鋰與添加劑三部分所組成，雖然電解液占鋰電池成本約一成左右，但卻是不可或缺的關鍵材料，其主要作為帶動鋰離子流動的載體，對電池的容量、工作溫度范圍、循環效率和安全性能等相當重要。目前中國廠商為全球電解液主要供應商，產量市占率高達六成，其中，以新宙邦居領導地位。日前新宙邦更斥資120萬美元收購巴斯夫（BASF）在歐美地區的電解液業務，預計十二月完成交割。過去以來，新宙邦自主研發添加劑，目前自制鋰電池電解液添加劑種類超100種，如今已是LG化學與三星SDI主要供應商。
當前鋰電池最大問題還是在于安全性，因為鋰電池里頭要有讓鋰離子能夠于其中游走導電的液態電解液，電極浸于其中，并用隔離膜隔開，這種構造的問題在于，不斷充放電循環之后，電解液體與固體的交界會發生結晶，導致電池效能下降，甚至可能因結晶刺破隔離膜，造成電池內部短路起火。對此，近來不少廠商開始著手發展固態電池。
由于全固態電池的正極、負極、電解質全為固態，因此不用擔心液體外漏、安全性很高，且僅需數分鐘時間就可充好電、遠優于現行鋰離子電池的數十分鐘，加上具備大容量化特性，因此充飽一次電可行駛的距離有望提升。尤其，能量密度可以高達350～500Wh kg，比起三元電池是二倍的躍升。
目前包括豐田、大眾、通用等車廠，以及歐洲四家電池公司Saft Batteries、Siemens、Solvay和Manz AG已于今年二月組成聯盟，聯手開發高密度液態電解質鋰離子電池以及固態電池。此外，日本三菱化學計劃在2020年前研發全固態電池關鍵材料固態電解質。不過，固態電池目前仍遭遇一些技術上的難題，例如固態電解質制程良率過低，使電極與電解質之間的介質阻抗過高，影響整體電池的效能，成為當前相關廠商必須克服的難題之一。
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