近期，越來越多的汽車品牌宣布推出全固態(tài)電池。豐田宣布推出全球首款全固態(tài)電池，而福特和寶馬正在測試全固態(tài)電池。全固態(tài)電池能否在電動汽車市場再次改變游戲規(guī)則？

我們目前純電動汽車使用的電池主要是鋰離子電池。電池基本上由正極材料、負(fù)極材料、電荷可以通過電解質(zhì)以及將正極材料和負(fù)極材料分開以使它們彼此不接觸的隔板組成。目前用于電動汽車的電池的基本結(jié)構(gòu)是相同的。

然而，這種結(jié)構(gòu)非常不穩(wěn)定。當(dāng)電池受到?jīng)_擊或損壞時(shí)，當(dāng)正極材料和正極材料接觸時(shí)，由各種材料制成的隔膜開始相互作用，并在此過程中產(chǎn)生發(fā)熱、著火和爆炸等現(xiàn)象。因此，隔膜就像是保護(hù)電池安全的最后一個(gè)裝置。然而，另一個(gè)問題是隔板的厚度必須保持在一定水平以達(dá)到最低安全性，這直接影響電池的厚度。

在為電動汽車包裝電池時(shí)，再薄，也因?yàn)殡娊庖汉透舭宓脑颍茈y做到低于一定水平。因此，目前的電動汽車電池組別無選擇，只能制造厚度至少為 10 厘米。即使是目前最厲害的LG電池，最薄也得11cm左右。當(dāng)然，單是這個(gè)量確實(shí)比以前薄了很多，但11厘米的厚度在車內(nèi)也絕不是可以忽略的。這是因?yàn)樗匀粯O大地影響了車內(nèi)的空間和各種系統(tǒng)的布置。

因此，電池開發(fā)商和汽車制造商長期以來一直關(guān)注新型二次電池。所以注意力都集中在了全固態(tài)電池上。全固態(tài)電池的基本結(jié)構(gòu)實(shí)際上與鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)沒有太大區(qū)別。最大的不同是沒有隔板和電解液。相反，固體電解質(zhì)取代了隔膜和液體電解質(zhì)。因此，既可以解決隔膜導(dǎo)致的厚度問題，也可以彌補(bǔ)電解液活性隨溫度變化的缺點(diǎn)。換句話說，電池容量在冬季中期和寒冷的溫度下迅速下降的問題可以得到解決。

但是，直到現(xiàn)在，由于技術(shù)的限制，還無法引入它。然而，最近，一些汽車制造商正在推出和測試全固態(tài)電池。豐田是第一個(gè)開始的。在純電動汽車到來之后，一直沒有受到太多關(guān)注的豐田宣布了第一款配備全固態(tài)電池的原型車，以用新電池改變汽車行業(yè)發(fā)展。當(dāng)然，它還處在原型測試車階段，但可以肯定的是，世界上第一輛配備全固態(tài)電池的電動汽車已經(jīng)開始上路了。此外，眾所周知，豐田已經(jīng)申請了 1,000 多項(xiàng)與全固態(tài)電池相關(guān)的專利，就像當(dāng)年霸占混合動力市場一樣，豐田決心以全固態(tài)電池再次進(jìn)軍全球市場。

福特和寶馬也加入了進(jìn)來。兩家制造商已于 2017 年開始投資全固態(tài)電池，但事實(shí)證明，他們正在科羅拉多州建造一家新工廠，以生產(chǎn)硫化物固體電解質(zhì)。當(dāng)然，他們表示無意與LG、三星和SK等二次電池生產(chǎn)商競爭。說這是為了測試而開發(fā)的，開發(fā)完成后，它計(jì)劃頒發(fā)委托生產(chǎn)許可證。而最早在2022年，該工廠生產(chǎn)的固體電解質(zhì)電池將安裝在測試車上。但是，這兩家廠商都還沒有達(dá)到商業(yè)化階段。據(jù)傳，從現(xiàn)在開始還需要10年左右的測試期，搭載全固態(tài)電池的電動汽車至少可能在2030年后問世。

此外，現(xiàn)代汽車公司今年已經(jīng)向全固態(tài)電池開發(fā)商投資了約1億美元。根據(jù)現(xiàn)代汽車的說法，配備全固態(tài)電池的電動汽車可能會在未來 10 年內(nèi)發(fā)布。

全球汽車制造商之所以熱衷于開發(fā)全固態(tài)電池，是因?yàn)橄M(fèi)者對里程的需求依然強(qiáng)勁。沒有隔膜的全固態(tài)電池在里程或整車設(shè)計(jì)上有很大的優(yōu)勢，因?yàn)樗梢栽谙嗤暮穸认聝Υ娓嗟碾娏?，或者在更薄的厚度下儲存相同的電量。此外，可以消除或減少用于電池保護(hù)的額外包裝，從而降低重量和制造成本。此外，充電速度明顯快于液體電解質(zhì)是全固態(tài)電池的一個(gè)優(yōu)勢。

雖然目前還處于發(fā)展階段，但預(yù)計(jì)隨著廠商積極投入，全固態(tài)電池的市場滲透將很快到來。并且全固態(tài)電池極有可能成為電動汽車市場爆發(fā)式增長的催化劑。