鉅大LARGE | 點擊量：786次 | 2022年03月22日
顛覆電動汽車行業？固態電池到底是什么
12月9日，一則“豐田汽車有望成為全球首家量產搭載固態電池汽車廠商”的重磅新聞轟動市場。
《日經新聞》報道，豐田目前正在開發的固態電池汽車，在同等條件下的續航里程是采用傳統鋰離子電池的超過兩倍；而且充滿電只需要大約10分鐘，相比于傳統電動汽車縮減了至少三分之二。
不難看出，相對于傳統鋰電子電池，固態電池不僅意味著安全性的提升，充電時間和續航里程也有提高。對整個汽車行業而言，如果固態電池電動車量產，那么電動車行業都將迎來顛覆性轉變。
那么固態電池到底是什么？
什么是固態電池？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
動力電池可以算作電動車的“心臟”。
這次所提到的固態電池與傳統鋰離子電池最大的不同在于電解質。
傳統鋰離子電池主要由正負極材料、電解液和隔膜組成。正負極材料決定了電池的容量，電解液及隔膜作為傳輸鋰離子的介質。
固態電池則是使用固體電解質，替代了傳統鋰離子電池的電解液和隔膜。固態鋰電池之所以受歡迎，主要是各方面優勢突出：不僅安全性更好、起火風險大幅降低，能量密度也高于采取相同正負極材料的傳統鋰電池。
天風證券從電介質材料來看，目前已經在使用或接近商用的固態電池的電解質有聚合物、硫化物和氧化物三種，氧化物固態電池是綜合前景最好的。
天風證券在今年8月的一份報告中表示，氧化物電解質的優勢是穩定性好，循環壽命長（可達1000次以上），能量密度較高，倍率性能較好，同時成本較低；主要缺陷是界面接觸問題尚未完美解決。
相比之下，硫化物電解質工業化較難，與電極接觸時的界面阻抗普遍較高；聚合物電池在移動電源市場上已經做到了量產，但是充電倍率較差，能量密度較低。
固態電池安全性能突出
盡管如今動力電池有不同的技術路線，但是各有優缺點，令電動車制造商們最頭疼的問題之一就是電池起火。
目前動力電池的鋰電池主要分為兩個技術路線，磷酸鐵鋰和三元鋰電池。其中三元鋰電池又分為NCA鎳鈷鋁和NCM鎳鈷錳。雖然三元鋰電池能量密度高，但是電池安全隱患大。
天風證券在今年9月的研報中提到，鋰電池快充帶來的安全隱患，包括熱效應和析晶。
熱效應：大電流充電，內阻的增大會導致焦耳發熱效應加劇帶來副反應，如電解液的反應分解、產氣等一系列問題。析晶：造成電池短路的危險。
相比之下，固態電池安全性能卓越，是鋰電池安全性的關鍵解決方案之一。
核心問題：續航里程呢？
除了安全問題之外，如今阻礙許多消費者購買電動車的因素之一也包括里程問題。只有解決了續航里程和充電問題，新能源汽車的便利性才會大大提升。
電池續航里程與一個重要的參數有關：能量密度。天風證券認為，目前固態電池在突破能量密度天花板上具有優勢，而且成組效率也更高；此外，固態電池也支持快充。
固態電解質體系因為減少了電解液和隔膜（換成了固態電解質），贛鋒采用同樣正負極的固態電池能量密度高于傳統電池。而且固態電池可以采用能量密度更高的金屬鋰作為負極，從而進一步提升電池能量密度。贛鋒預計第三代固態電池可以將電芯能量密度提升到400WH/KG。固態電池適合采用CTP刀片電池的布局，成組效率高于傳統鋰電池，成組階段還能再次提升能量密度。
這家比爾·蓋茨看好的公司更厲害？
近日除了豐田汽車的新聞之外，一家專注固態電池技術的初創企業QuantumScape公布了令人振奮的研發進展。
QuantumScape12月8日在官網披露，其最新試驗結果顯示，該公司的技術解決了阻礙高能量密度固態電池廣泛采用的許多基本問題，包括充電時間、循環壽命、安全和運行溫度。
基于單層電池測試的結果顯示，該公司的固態電池只要15分鐘就能充電80%，比傳統電池或其他固態電池路線的速度更快。此外，數據還顯示，該技術適應的溫度范圍也極為廣泛，甚至在零下30攝氏度也能運行。
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