Katı hal pili
Malzemeler

Katı hal elektrolitleri (SSE) arasında lityum ortosilikat, cam, sülfürler ve <sub id="mwyQ">RbAg4I5</sub> gibi seramikler bulunur. Oksit elektrolitler Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 (LAGP), Li 1.4 Al 0.4 Ti 1.6 (PO 4 ) 3 (LATP), perovskit tipi Li 3x La 2/3-x TiO3 (LLTO) ve metalik Li ile granat tipi Li 6.4 La 3 Zr 1.4 Ta 0.6 O 12 (LLZO) gibi malzemelerdir. Dört SSE'nin Li'ye karşı termal stabilitesi LAGP < LATP < LLTO < LLZO şeklindeydi.
Umut verici bir başka katı elektrolit olarak Klorür süper iyonik iletkenler önerilmiştir. Deforme olabilen sülfitlerin yanı sıra iyonik iletkendirler, ancak aynı zamanda sülfürlerin zayıf oksidasyon stabilitesinden rahatsız olmazlar. Bunun dışında maliyeti oksit ve sülfit SSE'lerinden daha düşüktür. Klorür katı elektrolit sistemleri Li3MCl6  ve Li2M2 / 3Cl4 (M Elementleri arasında Y, Tb-Lu, Sc ve In) dir. Katotlar lityum bazlıdır. Varyantlar arasında <sub id="mw8A">LiCoO2</sub>, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O2, LiMn204 ve LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O2 yer alır. Anotlar daha fazla değişir ve elektrolit tipinden etkilenir. Örnekler arasında In, Si, Ge x Si 1− x , SnO–B2O3, SnS –P2S5 , Li2FeS2 , FeS, NiP2 ve Li2SiS3 yer alır.
Umut vadeden bir katot malzemesi Li-S'dir (katı bir lityum anot/ Li2S hücresinin bir parçası olarak), " LiCoO2'nin etkin değerinden on kat daha büyük" olan 1670 mAh g −1 teorik özgül kapasiteye sahiptir. Son zamanlarda, bir Li-S katı hal pilinde umut vadeden bir seramik tekstil geliştirildi. Bu tekstil, öngörülen enerji yoğunluğuna ulaşmamasına rağmen, iyon iletimini kolaylaştırdı ve aynı zamanda kükürt yüklemesini de gerçekleştirdi. Öngörülen enerji yoğunluğu ise 500 Wh/kg olmasına karşılık "500 mikron kalınlığında elektrolit desteği ve elektrolit alanının %63 kullanımıyla" sonuç, "71 Wh/kg" idi.
Li-O 2 teorik olarak yüksek bir kapasiteye sahiptir. Temel sorun, anodun ortam atmosferinden izole edilmesi, katodun ise onunla temas halinde olması gerektiğidir.
Bir Li/ LiFePO <sub id="mwARs">4</sub> pil, elektrikli araçlar için katı hal uygulaması olarak gelecek vadediyor. 2010 yılında yapılan bir araştırma, bu malzemeyi "USABC-DOE hedeflerini aşan" bir alternatif olarak sundu.
Saf (ağırlıkça 99,9 %) silikon anotlu bir hücre, (Si anot, katı hal elektroliti (SSE) ve lityum nikel kobalt manganez oksit (NCM811) katot) μSi||SSE||NCM811 Darren HS Tan ve diğerleri tarafından birleştirildi.
Bu tür bir katı hal pili, 5 mA cm -2'ye kadar yüksek akım yoğunluğu, (-20 °C ve 80 °C) aralığında geniş bir çalışma sıcaklığı ve 11 mAh cm -2'ye (2890 mAh/g) kadar alan kapasitesi gösteriyor. 5 mA cm −2 altında 500 döngüden sonra, piller hala %80 kapasite muhafazası sağlıyor. (bu, şu ana kadar bildirilen tüm katı hal μSi pillerin en iyi performansıdır.)
Klorür katı elektrolitler teorik olarak daha yüksek iyonik iletkenlik ve daha iyi şekillendirilebilirliğe sahip olmaları sayesinde oksit katı elektrolitlerden daha fazla umut vadetmektedir. Ayrıca olağanüstü yüksek oksidasyon kararlılığı ve yüksek süneklikleri ek avantaj sağlar. Katı elektrolitlerin bir lityum karışık metal klorür ailesi, Zhou ve diğerleri tarafından geliştirilen Li2In x Sc 0.666-x Cl4, yüksek iyonik iletkenlik (2.0 mS cm −1 ) gösterir. Bunun nedeni, kaplanmış katod aktif malzemelerinin aksine, klorür katı elektrolitinin çıplak katot aktif malzemeleriyle birlikte kullanılabilmesi ve düşük elektronik iletkenliğidir. Daha düşük, ancak yine de etkileyici iyonik iletkenliğe sahip alternatif , daha ucuz klorür katı elektrolit bileşimleri, bir Li2ZrCl6 katı elektrolit ile bulunabilir. Bu özel klorür katı elektrolit, yüksek oda sıcaklığında iyonik iletkenlik (0,81 mS cm −1 ), deforme olabilirlik ve yüksek nem toleransına sahiptir.