固锂新能源(对比三元锂电池、刀片电池)

日前，丰田对外表示，将于2021年首次对外展示固态电池技术，并且将于2025年正式量产搭载固态电池的汽车。与此同时，丰田也对外公布了一项测试数据：其研发的固态电池充电10分钟续航即可达到500公里，并且丰田还表示希望该电池使用30年之后依然能保持90%以上的性能。

看到这里，你是不是也纳闷固态电池究竟是何方神圣，比起现在主流的三元锂电池、磷酸铁锂电池，丰田的固态电池到底有什么优势？

先回答第一个问题：固态电池究竟是何方神圣？

固态电池大多数时候指的是固态锂电池。我们都知道传统锂电池，是由正极、隔膜、负极，再灌上电解液制造而成，而固态锂电池，简单来说就是电池里面没有气体、液体，所有材料都以固态形式存在，用固态电解质代替隔膜和电解液。

据悉，目前有三种主流固态电解质，聚合物、氧化物、硫化物。而丰田所走的技术路线采用的固态电解质便是硫化物，这种固态电解质各项参数都不错，电导率较高，接近电解质，而且界面较为稳定。丰田在这条技术路线上积累了很多专利。

换上固态电解质后，锂离子电池的适用材料体系也会发生改变，其中最关键的就是可以不用嵌锂的石墨负极，而是直接使用金属锂来做负极，这样可以明显减轻负极材料的用量，金属锂具有高达3860?mA·h/g?的理论比容量及3.04?V的超负电极电势，是高比能电池的理想负极。

再来看第二个问题：比起现在主流的三元锂电池、磷酸铁锂电池，丰田的固态电池到底有什么优势？

第一，能量密度更高。

大多数朋友之所以不愿意买电动车，就是因为担心电池续航、充电、寿命和安全问题。

电池的续航能力，由电池的能量密度直接决定。这也是当下大多数车企都采用三元锂电池的原因，尽管磷酸铁锂电池比三元锂电池电池具有更好的安全性和更长的寿命，但是能量密度却远远不及三元锂电池，即便是比亚迪的刀片电池目前量产能达到的能量密度也仅为140Wh/kg，体积能量密度达到230Wh/L。

目前量产电动车使用的动力电池中能量密度最高是特斯拉使用的21700?NCA三元锂电池，电芯的能量密度高达260Wh/kg，它的镍钴铝比例为8:1.5:0.5，属于"高镍电池"。而业内普遍认为三元锂电池的能量密度能够达到300Wh/kg就到头了。

而固态电池由于材料体系的不同，其能量密度刚起步就达到了三元锂电池的2倍以上，当前者能量密度在300Wh/kg挣扎时，固态电池的能量密度能够轻松突破400Wh/kg。

第二，安全性更高。

相信有许多朋友在看到现在各种造型前卫的纯电动车时，也有过心动的念头，不过最后却被那一次次触目惊心的起火事故吓退了。这确实是传统锂电池的短板，遭到磕碰或是隔膜质量不佳、过度充电等原因，都有可能导致正负极直接接触，短路后能量瞬间释放就会起火，据统计2019年新能源汽车自燃事故中，约86%采用的是三元锂电池。

而固态电池采用的固态电解质，具有不可燃、无腐蚀、不挥发、也不存在漏液的特点，传统锂电面临的各种安全问题，固态锂电池都不存在。据说，即使在高温下，也不会着火，而且就算把固态电池捅个千疮百孔，它仍然可以工作。因而固态锂电池的安全性更高。

第三，充电速度更快。

对于电动车目前所用的电池，大多数还是三元锂电池，像是如今电动车的老大特斯拉便是用的这个。然而尽管特斯拉在电动车市场非常牛，不过它的充电时间还是无法与固态电池相比，这也是特斯拉一直的困扰。要知道的是，固态电池所需要的充电时间只要十分钟，与市面上快充半小时才能达到80%相比，固态电池技术才是被广泛认为是未来电池技术的主要发展方向，也是纯电动车型的主要转折点。

第四，循环寿命会更长。

电池容易老化、不耐用，也是限制我们购买电动车一个原因。而固态电解质可以避免液态电解质在充放电过程中持续形成和生长锂枝晶刺穿隔膜问题，可以大大提升金属锂电池的循环性和使用寿命。丰田表示，未来将做到电池在使用30年以上仍可保持90%以上的初始性能。这可不是吹牛，通过技术完全可以实现。

小编语

固态锂电池确实有一大箩筐优点，然而最大的短板就是成本高。由于目前固态电池生产还未建立上下游产业链，据说使用现有技术制造足以为智能手机供电的固态电池，其成本会高达6万元，更别说为汽车供电的固态电池成本了。

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