“充电10分钟，续航1200公里。”

这是前几日丰田声称在固态电池技术上取得的重大突破。

开挂的固态电池？

(资料图)

前两天，丰田汽车宣布了件事，在电池圈甚至车圈都足够爆炸。

丰田碳中和研发中心总裁海田敬二表示，已经找到了新的方法，可以制造出充电10分钟续航1200公里的固态电池，而且体积、重量、成本较现有电池都可以减半，预期在2027年推出搭载该电池的量产车型。

如果这真的可以实现的话，那么对于电池、对于电动汽车，这将带来颠覆性的改变。

毕竟，现在的液态锂电池还远远不算一块省心的好电池。

像跑到半路没电了？充电半小时排队四小时？易燃易爆炸？天冷闹歇菜等问题时不时地跳出来让人糟心。

看看边上跑的燃油车，再看看面前的小电车突然就没那么香了。

但是，有了固态电池，解决这些液态锂电池的诟病就不在话下。

固态电池续航持久、安全、充电还快，被认为是破解液态锂电池长途续航和安全性“魔咒”的下一代动力电池技术。

如此开挂，近年来全球无论是搞电池的还是搞车的都在热火朝天的研究它，那么这个固态电池是什么来头？这还得先从电池组成说起。

有什么不一样？

要知道，不管是玩具车里的南孚电池还是电动汽车里的车载电池，它们都是由正极、负极、电解质组成。

而要想了解固态电解质首先就要清楚液态电池中电解质（电解液和隔膜）的组成。

在液态锂电池中，电解液是电池中离子传输的载体，它一般是由锂盐和有机溶剂组成，在锂电池正、负极之间担当传导离子的作用。

如果说电池内部是个泳池，那么电解液就类似于泳池里面的水，锂离子就是在里面来回游动实现充放电的。液态锂电池“泳池”的容量、使用温度、安全性和循环性能都和它有关。

隔膜则是用在锂电池的正、负极之间的一种特殊的“膜”，作用主要是隔开正、负两极。毕竟“异性”相吸，一旦接上头来电短路就危险了。

一个提供场所“扑腾”实现充放电，另一个避免短路保平安。其中的重要性自然不言而喻。（如果还想了解更多锂电池相关知识可以参见漫画“石油敌手”锂电池的内幕：终于曝光了！（深度揭秘）。）

但是，固态电池，直接化二为一，用固态电解质替代了液态锂电池中的隔膜和电解液。

这也是固态电池和液态锂电池最大的区别。

这样设计的好处首先就是安全。液态锂电池用久了在负极很容易生成锂枝晶。这东西像刺一样，生长到一定程度可能会刺破隔膜，电解液又是些易燃易挥发的有机溶剂，正、负极一旦接上头，在短路和高温的影响下轻则温度失控重则甚至会自燃爆炸。

而固态电解质是像聚合物、氧化物、硫化物这样的材料，主打一个耐高温、耐腐蚀、不易腐蚀。而且它还是纯固态，和电解液一比就像个“刀枪不入”的钢铁直男，基本没有自燃的风险，安全感给足了。

更高的能量密度

另外，还有很重要的一点是固态电池的能量密度也能做得更高。

因为在使用固态电解质后，负极材料就可以用金属锂了。

现在市面上使用的负极材料主要是石墨，而要想将现有的动力电池能量密度提升一个量级，金属锂是最好的选择。

如果把负极材料比作盛放锂离子的篮子，那么石墨篮子能放1个锂离子而金属锂篮子能放6个，况且金属锂这个篮子还比石墨的要小。

但是金属锂放纵不羁爱自由，它的活性很高，锂枝晶的罪魁祸首就是它。其在液态锂电池中很容易和电解液发生副反应，这样就算金属锂有着高能量密度也不能用，只能用在固态电池中。

除此以外，由于没有了隔膜等结构，固态电池可以做得更轻更薄。

这样一来，理论上固态电池的能量密度可以达到液态锂电池的2-5倍。

而按照现阶段的电池发展技术来看，科学家预测液态锂电池的系统能量密度到300Wh/kg或者再高一点就是极限了，更何况实际落地应用到车上还要再打折扣。

正因为如此，固态锂电池被认为是破解传统锂离子电池能量密度和安全性“魔咒”的下一代动力电池技术。

现在，燃油车一眨眼工夫加满一次油随便就能跑个500公里，而这对于电动汽车，上路之前可得好好掂量掂量。

但固态电池的出现，给了电动汽车未来和燃油车的一决“车雄”的底气。

毕竟，谁能说准以后会不会造出来随便就能一口气跑个1000公里的电动汽车呢？

发展中的固态电池

不过，固态电池也不是光靠说说就能搞出来的，它现在还处于研发阶段，还有很多科学及技术的基础问题尚未解决。比如说电导率比较低，锂离子没法高效地传导，这样的话很难实现快充。

而像丰田所说的“充电10分钟，续航1200公里”固态电池还是有待观望的，毕竟固态电池是个真正的科技与狠活，一旦实现量产，车圈可能就真要换天了。

另外它的生产环境要求很挑剔，需要使用高温、高压等特殊工艺，在产业化之前需要投入大量成本。

当前阶段，固态电池在全球范围内尚处于试制品研发状态，一旦固态电池实现量产，锂电池圈将会面临“大地震”。换言之，谁先掌握了固态电池的研发技术，谁就掌握了未来新能源汽车的主动权。

如今，电池企业、车企们都将目光聚焦在固态电池这个新风口上。

我国自2020年起，首次将固态电池列入行业重点发展对象并提出加快研发和产业化进程，今年则进一步提出加强固态电池标准体系研究。

在政策的支持下，我国电池企业、车企、科研院所等均在进行研发和布局，不断推进固态电池产业化进程。

宁德时代在2016年就宣布了硫化物固态电池的研发路径；蜂巢能源于2022年推出了国内首批20Ah级硫系全固态原型电芯……

车企方面，比亚迪在2016年将固态电池确定为未来的发展方向，并于2021年公开了硫系添加剂全固态电池专利；今年5月31日，上汽集团和清陶能源签署增资扩股协议和战略合作框架协议，将进一步深化双方战略合作伙伴关系，率先推动2025年实现固态电池技术“10万辆级”大规模量产落地……

（图片来源：veer图库）

关键词：