Een solid state accu, oftewel vastestofbatterij is een accu die bestaat uit een vaste elektrode en een vast elektrolyt. Dit in tegenstelling tot een lithium-ion-accu of een lithium-ion-polymeer-accu, die vloeibare of polymere elektrolyten bevatten.
Vaste elektrolyten zijn zeer goede geleiders voor ionen (ionengeleider). Daarbij berust het ladingtransport in de vastestofelektrolyten op het verplaatsen van ionen door bepaalde plaatsen in een vastestofmatrix. Deze goede geleidbaarheid voor ionen is van zowel de elektrolyten als ook van de elektroden noodzakelijk voor het verkrijgen van een goede prestatie. Anderzijds zijn vaste elektrolyten zeer goede isolatoren met betrekking tot elektronen, die in elektrolyten (in tegenstelling tot de elektroden) eveneens gewenst is. De hoge geleidbaarheid voor ionen minimaliseert de interne elektrische weerstand van de batterij waardoor aldus een hoge vermogensdichtheid mogelijk is, terwijl tegelijkertijd door de hoge weerstand ten opzichte van de elektronen, de zelfontlading van de batterij wordt geminimaliseerd, waardoor hun levensduur of houdbaarheid verlengd wordt.
Hedendaagse lithium-lucht-vastestofbatterijen hebben een anode van lithium en een elektrolyt, dat ofwel uit keramiek of uit glas of uit glaskeramiekcomposietmateriaal bestaat en een kathode gemaakt van poreuze koolstof. De anode en kathode zijn in de regel gescheiden van de elektrolyt door een polymeer-keramische composiet die de ladingsoverdracht bij de anode verbetert en elektrochemisch de kathode met de elektrolyt verbindt. Het polymeer-keramisch composietmateriaal wordt gebruikt om de weerstand te verlagen.
Voorbeelden van dergelijke ionische geleiders zijn rubidiumzilverjodide (RbAg4I5) voor het ladingstransport van zilverionen (Ag+) en lithiumjodide- of aluminiumoxide-mengsels (LiI / Al2O3) voor het ladingstransport van lithiumionen (Li+).
De energiedichtheid van lithium-ion accu's wordt hoofdzakelijk bepaald door het materiaalsysteem van de positieve en negatieve elektroden. Onder de beperkingen van de bestaande positieve en negatieve elektrode materiaalsystemen, is de limiet energiedichtheid van lithium-ion accu's moeilijk om aan de eisen te voldoen. Wil men de energiedichtheid van een
accupakket verhogen, dan moet men de positieve en negatieve materialen vervangen. Voor de negatieve elektrode wordt bijvoorbeeld lithiummetaal gebruikt, en de negatieve elektrode van lithiummetaal is gevoelig voor lithiumdendrites, wat het risico van brand veroorzaakt. Solid-state batterijen kunnen de groei van lithiumdendrieten tegengaan, het gebruik van lithiummetaalanoden mogelijk maken, het aantal inactieve materialen verminderen, koelsystemen overbodig maken en de energiedichtheid verhogen.