CES迎固态电池 它将成为电动车未来的BUG？

前几天在拉斯维加斯举行的2018年国际消费电子展吸引了我们的眼球，当然，这并不是因为会场突然停电。。。但因为发布了大量有趣的新技术。在他们当中，有一家汽车公司不得不关注它，它就是菲斯克。在带来全新电动跑车Emotion的同时，它还引入了柔性固态电池材料。这东西有什么强大之处？让我们先来看看Fisker说了什么。

不久前，菲斯克公司声称，他们想要制造的固态电池已经申请了专利，其能量密度是传统锂电池的2.5倍，巡航里程可以超过600公里，最高速度可以超过每小时250公里，并且具有在9分钟内恢复160公里的续航能力。菲斯克

Emotion的石墨烯固态电池以一系列数字震惊了电动汽车市场。这一次，让我们来谈谈固态电池。该产品是未来的BUG技术吗？

要了解固态电池，我们必须首先了解我们周围常用的液体电解质锂电池是如何工作的。说起来很简单。它在业内被称为“摇椅电池”。摇椅的两端可以看作是电池的正极和负极，中间部分是液体电解质。锂离子就像我们在学校参加体育考试一样。我们在两端都有一个折返运行测试，正-负-正，这是一个完整的充电和放电过程。因此，固态电池与传统锂电池最明显的区别在于，前者使用的电解质是固态结构。

尽管我们对液态锂电池有一定的了解，但仅仅探索固态电池是不够的。我们还需要知道锂电池中使用了哪些材料。一般来说，锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解质和其他部件组成。无论是最初的镍氢电池、锰酸锂电池、后来的磷酸铁锂电池，还是现在广为人知的三元锂电池（Ni-Co-Mn和Ni-Co-Al），这些在化学类别中出现的化学术语实际上是电池的正极材料，并且它是对电池单元容量密度影响最大的一个。至于阳极材料，石墨是目前使用最广泛的一种。

众所周知，提高磷酸铁锂电池能量密度的空间非常有限。如果不提高能量密度，电动汽车的续航里程就无法提高。因此，动力电池制造商开始从磷酸铁锂电池升级为三元锂电池，例如调整内部材料的比例，用新材料取代石墨阳极材料，提高隔膜的性能。然而，从长远来看，这些方法很难使三元锂电池的能量密度超过300Wh/kg，即使可以，短期内也只停留在实验室阶段。那么，在这个行业普遍认可的研发瓶颈出现后，我们应该如何突破天花板来实现未来的目标呢？（2020年为350Wh/kg，2025年为400Wh/kg，2030年为500Wh/kg），轮到固态电池了！

从工作原理来看，固态电池与传统电解质锂电池没有明显区别，其优点也很容易理解，即锂离子电池发展的两个重要方向：1。更高的能量密度和2。更安全的操作。

首先，由于其自身的结构特点，固态电池可以在一端聚集更多的带电离子，这带来了可以传导更多电流的优势，电池容量也会相应增加。从物质方面理解更直观。使用固体电解质的锂电池最终可以摆脱石墨材料的束缚，转而使用金属锂作为负极。这种看似简单的改变，实际上大大减少了阳极材料的使用量，从而显著提高了电池的容量密度。锂电池有这么大，但通过隔膜和电解质可以达到近70%。这是什么意思？这意味着，每天在路上行驶的汽车必须携带越来越重的电池组，巡航里程的上升曲线最终只会回到这个水平。然而，如果用固体结构代替液体电解质，阳极和阴极之间的距离将大大减小，甚至只有几到十几微米，这大大提高了整个电池系统的容量密度。从目前的测试数据来看，能量密度为300-400Wh/kg的全固态电池不再是问题，一些人预测未来将达到900Wh/kg也不是不可能。除了能量密度的升级，固态电池还有更安全的功能。固体电解质本身不可燃、无腐蚀性和非挥发性，不存在液体电解质泄漏问题。此外，由于不需要隔膜来分离正极和负极，锂枝晶不会刺穿隔膜导致短路。因此，固态电池可以在更高的温度（长时间60-120摄氏度）、更高的电流和更高的电压下工作，并且比液体电解质锂电池具有更宽的应用范围。没有人是完美的，也没有什么是完美的。这种有点像BUG的电解质结构难道没有技术障碍吗？答案一定是否定的！

由于电解质是固体并且具有大的内阻，因此在室温下其电导率远低于液体电解质的电导率。当然，并不是所有的固态锂电池都能解决这个问题，但在牺牲容量密度的前提下，这就形成了一种不能有蛋糕吃的局面。最后，还有一个更重要的问题：成本。据业内人士透露，全固体电解质的成本非常昂贵，因此很难大规模生产。之所以是全球市场，意味着固态电池技术已成为各大相关企业的重要研发方向。让我们先谈谈海外市场。John Goodenough（约翰

Goodenough），被称为锂电池之父，作为锂电池的创始人之一，他将研发注意力转向了固态电池，成为了整个固态电池研发圈的背书。他和德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的高级研究员Maria Helena Braga（Maria

海伦娜

Braga）合作创造了第一个全固态电池。“成本、安全性、储能密度、充放电速率和循环寿命对电池汽车的广泛应用非常重要。我们相信，我们的发现已经解决了当今电池的许多固有问题。”Goodenough显然对此感到非常兴奋。聚合物、氧化物和硫化物是固态电池最重要的发展方向，而法国Bolloré、美国Sakti3和日本丰田分别专注于其中之一。知名吸尘器品牌戴森于2015年收购了Sakti3，并于2016年宣布将投资14亿美元建造一家电池工厂。德国汽车零部件巨头博世并没有放弃这片未来的沃土。2015年，它收购了美国电池公司Seeo，然后与日本著名的GS合作。

YUASA电池公司和三菱重工联合成立了一家新工厂，专注于固态锂离子电池的研发。

去年11月，三井金属发布了下一代锂离子二次电池“全固态电池”，该电池使用硫化物固体电解质，计划于2020年量产。对此，在新电池发布后，三井金属的车企客户表示，丰田和本田将以此为依托，大力拓展新能源汽车业务。回到2017年，对于固态电池圈来说，今年是非常热闹的一年。日立公司宣布其固态电池技术已经研发完成。“该公司现在可以提供与当前锂离子电池性能相同的固态电池，可以更好地处理温度变化，并具有更长的循环寿命。”日立萨森总裁Takashi

Tanisho透露，“固态电池的样品已发送给航空航天和汽车行业的潜在客户。”去年10月，丰田汽车公司副总裁Didier Leroy宣布，新一代电池“固态电池”将于2025年推出，这将大大增加电动汽车的续航里程。他说，丰田正在投资200多人进行开发，并强调丰田在固态电池方面的专利位居世界第一。去年年底，宝马宣布与电池技术公司SolidPower建立新的合作关系，旨在为商用电动汽车开发固态电池。让我们回到中国。在写作之前，我与当代安培科技有限公司的相关负责人就固态电池技术进行了沟通。他表示，“固态电池是整个行业对未来的共识。当代安培科技有限公司也进行了深入研究，并申请了许多相关专利。”事实上，在阅读了当代安培科技股份有限公司于2017年11月2日签署的招股书后，我们发现，下一代电池的研发重点是全固态锂电池，包括固态电解质膜、锂离子电池、用于锂离子电池的固态电解质材料和许多其他专利。当然，当代安培科技有限公司并不是唯一的国内研发团队。中国科学院青岛生物能源与工艺研究所在高能量密度固态电池的研究方面也取得了进展。去年1月15日……

ar，他们研发的固态锂电池随中国科学院深海研究所潜水器出海，并赴马里亚纳海沟进行全海示范应用。不难看出，国产固态电池的研发规模和实力也在加速提升。当然，这远远不止于此，未来还会有更多。写在最后：尽管固态电池存在这样的问题和障碍，但不可否认的是，它们仍然是未来锂电池研发最重要的方向，而且没有。当然，也许在不久的将来，我们将有更强大的锂空气电池可供选择，而新能源不仅仅是电动驱动。如今，在略显激进的新能源发展道路上，借用当代安培科技有限公司负责人的话来说，新能源汽车的续航里程当然重要，但安全是最重要的。我一直相信你不能既有蛋糕又吃，但我还没有找到最好的吃法。前几天在拉斯维加斯举行的2018年国际消费电子展吸引了我们的眼球，当然，这并不是因为会场突然停电。。。但因为发布了大量有趣的新技术。在他们当中，有一家汽车公司不得不关注它，它就是菲斯克。在带来全新电动跑车Emotion的同时，它还引入了柔性固态电池材料。这东西有什么强大之处？让我们先来看看Fisker说了什么。

不久前，菲斯克公司声称，他们想要制造的固态电池已经申请了专利，其能量密度是传统锂电池的2.5倍，巡航里程可以超过600公里，最高速度可以超过每小时250公里，并且具有在9分钟内恢复160公里的续航能力。菲斯克

Emotion的石墨烯固态电池以一系列数字震惊了电动汽车市场。这一次，让我们来谈谈固态电池。该产品是未来的BUG技术吗？

要了解固态电池，我们必须首先了解我们周围常用的液体电解质锂电池是如何工作的。说起来很简单。它在业内被称为“摇椅电池”。摇椅的两端可以看作是电池的正极和负极，中间部分是液体电解质。锂离子就像我们在学校参加体育考试一样。我们在两端都有一个折返运行测试，正-负-正，这是一个完整的充电和放电过程。因此，固态电池与传统锂电池最明显的区别在于，前者使用的电解质是固态结构。

尽管我们对液态锂电池有一定的了解，但仅仅探索固态电池是不够的。我们还需要知道锂电池中使用了哪些材料。一般来说，锂离子电池由正极、负极、隔膜、电解质和其他部件组成。无论是最初的镍氢电池、锰酸锂电池、后来的磷酸铁锂电池，还是现在广为人知的三元锂电池（Ni-Co-Mn和Ni-Co-Al），这些在化学类别中出现的化学术语实际上是电池的正极材料，并且它是对电池单元容量密度影响最大的一个。至于阳极材料，石墨是目前使用最广泛的一种。

众所周知，提高磷酸铁锂电池能量密度的空间非常有限。如果不提高能量密度，电动汽车的续航里程就无法提高。因此，动力电池制造商开始从磷酸铁锂电池升级为三元锂电池，例如调整内部材料的比例，用新材料取代石墨阳极材料，提高隔膜的性能。然而，在漫长的ru……

这些方法很难使三元锂电池的能量密度超过300Wh/kg，即使可以，短期内也只能停留在实验室阶段。那么，在这个行业普遍认可的研发瓶颈出现后，我们应该如何突破天花板来实现未来的目标呢？（2020年为350Wh/kg，2025年为400Wh/kg，2030年为500Wh/kg），轮到固态电池了！从工作原理来看，固态电池与传统电解质锂电池没有明显区别，其优点也很容易理解，即锂离子电池发展的两个重要方向：1。更高的能量密度和2。更安全的操作。

首先，由于其自身的结构特点，固态电池可以在一端聚集更多的带电离子，这带来了可以传导更多电流的优势，电池容量也会相应增加。从物质方面理解更直观。使用固体电解质的锂电池最终可以摆脱石墨材料的束缚，转而使用金属锂作为负极。这种看似简单的改变，实际上大大减少了阳极材料的使用量，从而显著提高了电池的容量密度。锂电池有这么大，但通过隔膜和电解质可以达到近70%。这是什么意思？这意味着，每天在路上行驶的汽车必须携带越来越重的电池组，巡航里程的上升曲线最终只会回到这个水平。然而，如果用固体结构代替液体电解质，阳极和阴极之间的距离将大大减小，甚至只有几到十几微米，这大大提高了整个电池系统的容量密度。从目前的测试数据来看，能量密度为300-400Wh/kg的全固态电池不再是问题，一些人预测未来将达到900Wh/kg也不是不可能。除了能量密度的升级，固态电池还有更安全的功能。固体电解质本身不可燃、无腐蚀性和非挥发性，不存在液体电解质泄漏问题。此外，由于不需要隔膜来分离正极和负极，锂枝晶不会刺穿隔膜导致短路。因此，固态电池可以在更高的温度（长时间60-120摄氏度）、更高的电流和更高的电压下工作，并且比液体电解质锂电池具有更宽的应用范围。没有人是完美的，也没有什么是完美的。这种有点像BUG的电解质结构难道没有技术障碍吗？答案一定是否定的！

由于电解质是固体并且具有大的内阻，因此在室温下其电导率远低于液体电解质的电导率。当然，并不是所有的固态锂电池都能解决这个问题，但在牺牲容量密度的前提下，这就形成了一种不能有蛋糕吃的局面。最后，还有一个更重要的问题：成本。据业内人士透露，全固体电解质的成本非常昂贵，因此很难大规模生产。之所以是全球市场，意味着固态电池技术已成为各大相关企业的重要研发方向。让我们先谈谈海外市场。John Goodenough（约翰

Goodenough），被称为锂电池之父，作为锂电池的创始人之一，他将研发注意力转向了固态电池，成为了整个固态电池研发圈的背书。他和德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的高级研究员Maria Helena Braga（Maria

海伦娜

Braga）合作创造了第一个全固态电池。“成本、安全性、储能密度、充放电速率和循环寿命对电池汽车的广泛应用非常重要。我们相信，我们的发现已经解决了当今电池的许多固有问题。”Goodenough显然对此感到非常兴奋。聚合物、氧化物和硫化物是固态电池最重要的发展方向，而法国Bolloré、美国Sakti3和日本丰田分别专注于其中之一。知名吸尘器品牌戴森于2015年收购了Sakti3，并于2016年宣布将投资14亿美元建造一家电池工厂。德国汽车零部件巨头博世并没有放弃这片未来的沃土。2015年，它收购了美国电池公司Seeo，然后与日本著名的GS合作。

YUASA电池公司和三菱重工联合成立了一家新工厂，专注于固态锂离子电池的研发。

去年11月，三井金属发布了下一代锂离子二次电池“全固态电池”，该电池使用硫化物固体电解质，计划于2020年量产。对此，在新电池发布后，三井金属的车企客户表示，丰田和本田将以此为依托，大力拓展新能源汽车业务。回到2017年，对于固态电池圈来说，今年是非常热闹的一年。日立公司宣布其固态电池技术已经研发完成。“该公司现在可以提供与当前锂离子电池性能相同的固态电池，可以更好地处理温度变化，并具有更长的循环寿命。”日立萨森总裁Takashi

Tanisho透露，“固态电池的样品已发送给航空航天和汽车行业的潜在客户。”去年10月，丰田汽车公司副总裁Didier Leroy宣布，新一代电池“固态电池”将于2025年推出，这将大大增加电动汽车的续航里程。他说，丰田正在投资200多人进行开发，并强调丰田在固态电池方面的专利位居世界第一。去年年底，宝马宣布与电池技术公司SolidPower建立新的合作关系，旨在为商用电动汽车开发固态电池。让我们回到中国。在写作之前，我与当代安培科技有限公司的相关负责人就固态电池技术进行了沟通。他表示，“固态电池是整个行业对未来的共识。当代安培科技有限公司也进行了深入研究，并申请了许多相关专利。”事实上，在阅读了当代安培科技股份有限公司于2017年11月2日签署的招股书后，我们发现，下一代电池的研发重点是全固态锂电池，包括固态电解质膜、锂离子电池、用于锂离子电池的固态电解质材料和许多其他专利。当然，当代安培科技有限公司并不是唯一的国内研发团队。中国科学院青岛生物能源与工艺研究所在高能量密度固态电池的研究方面也取得了进展。去年1月15日……

ar，他们研发的固态锂电池随中国科学院深海研究所潜水器出海，并赴马里亚纳海沟进行全海示范应用。不难看出，国产固态电池的研发规模和实力也在加速提升。当然，这远远不止于此，未来还会有更多。写在最后：尽管固态电池存在这样的问题和障碍，但不可否认的是，它们仍然是未来锂电池研发最重要的方向，而且没有。当然，也许在不久的将来，我们将有更强大的锂空气电池可供选择，而新能源不仅仅是电动驱动。如今，在略显激进的新能源发展道路上，借用当代安培科技有限公司负责人的话来说，新能源汽车的续航里程当然重要，但安全是最重要的。我一直认为你不能既有蛋糕又吃，但我还没有找到最好的吃法。

标签：丰田发现本田宝马三菱

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