充电1分钟续航800km？揭秘菲斯科固态电池“神话”

充电时间极短，续航里程超长。许多新闻报道都是这样描述固态电池的。不久前，电动汽车制造商Fisco申请了固态电池的专利。据媒体报道，电动汽车的电池寿命可以提高到804公里，充电时间可以缩短到一分钟。此前，丰田和日立等公司也声称已经申请了与固体电池相关的专利。从全球来看，固态电池有望在2025年左右迎来商业化量产。我们不禁要问，固态电池的魔力是什么？如今，关于固态电池技术突破和专利申请的新闻层出不穷。在惊叹固态电池能够实现“充电速度极快+电池寿命超长”的同时，我们也应该看看它们能否在正常情况下大规模生产和推广。通过分析Fisco固态电池超高性能的实现路径，作者咨询了相关专家，得出结论：如果采用聚合物固态电解质路线，这种极快的充电很可能是基于特殊实验室条件下的测试样本（高温充电）。“谈论技术而不商业化”完全是流氓行为。当我们关注材料技术的新突破时，不妨多关注固态电池的生产技术和量产设备的进步。“固态”的概念是什么？

顾名思义，电解质在室温下的物理形式是具有一定流动性的液体，所谓固体电解质就是用固体电解质代替这种液体（或胶体）分散体。与液体电解质相比，固体电解质具有明显的特点：极高的安全性固体电解质不可燃、无腐蚀、不易挥发，不存在泄漏问题，克服了锂枝晶现象，因此全固体电池具有极高的安全性能；能量密度提高固体电解质通常比有机电解质具有更宽的电化学窗口，有利于进一步提高电池的能量密度；固体电解质可以阻挡锂枝晶的生长，材料的应用范围大大提高，为具有更高能量密度空间的新型锂电池技术奠定了基础。极快的充电是如何完成的？

回顾菲斯克的固态电池专利，有传言称“1分钟充电800公里”的说法过于笼统，具体车辆和工作条件尚不清楚。作者咨询了相关专家，得出的结论是，如果采用聚合物固体电解质路线，这种极快的充电很可能是基于特殊实验室条件下的测试样本（高温充电）。根据之前的报道，菲斯克的专利使用了所谓的“三维固体”电解质，这与无机固体电解质的特性非常一致。尽管一些无机固体电解质（如基于团簇离子的反钙钛矿锂离子超导体）在室温下具有与液体电解质相当的离子电导率，但在体积变化（这就是为什么许多固态电池样品由软封装叠层电池制成）、界面电荷转移电阻，灵活性和较差的循环稳定性。

Fisker预测，他们的固态电极技术将在2023年用于电动汽车，这与大多数电池相关公司的时间点非常一致。从全球来看，预计2020年左右，固态电池将能够实现小规模量产。宝马声称，预计将在2026年实现固态电池的突破，然后大规模生产；

丰田也在努力开发固态电池，并已开发出能量密度为400瓦时/公斤的电池原型，将于2020年左右商业化，预计到2025年将大幅改进。这一过程尚未成熟。锂离子电池在市场上很常见。由于电解质是有机溶剂体系，电池的阳极和阴极需要用隔膜隔开，以防止两极接触和短路，而固态电池则不需要隔膜。看起来生产过程减少了，但事实上，固态电池面临着更多的问题。北京蔚蓝新能源科技有限公司有限公司总经理于惠根指出，由于固态电池的电解质材料都是固态的，导电过程是点接触的，因此电池制造过程中需要解决界面阻抗大、界面稳定性差和界面应力变化带来的问题；此外，固体电解质在充放电过程中的体积膨胀和收缩使界面易于分离，就目前的技术水平而言仍有很大的提升空间。为了适应不同的固态电解质，常见的磷酸亚铁锂和NMC三元锂阳极材料和石墨阴极材料可能不适合固态电解质。有必要设计和构建与固态电解质相匹配的电极，并研究和开发适用于固态电解质的新型锂离子电池系统。从理论提出之时起，固态电池就不是一个新概念，但多年来，研发进展并没有想象中那么快。即使可以降低成本，电池从实验室到最终大规模生产也需要时间。日本、韩国、美国、欧洲等国家的固态电池技术基本处于小容量样品电池阶段，量产工艺尚不成熟，因此固态电池离商业应用还有很长的路要走。目前，制备具有良好稳定性和高导电性的电解质材料非常重要。使用固体电解质制备全固态电池，可以从根本上解决锂离子电池存在的安全问题。为了实现固体电解质的实际应用，关键是使其满足以下财产：1。室温下的离子电导率应达到10-3S/cm或更高；2.具有良好的电化学和化学稳定性；3.与电极具有良好的兼容性；4.多孔结构，液体吸收率高；5.具有良好的伸长率和机械强度。就像液体锂离子电池一样，在20世纪70年代，相关概念和实验认证齐头并进，但真正大规模使用是在20世纪末。结论作为未来动力电池技术的发展方向，我们现在可以对固态电池做一个简要的总结：1。与当今常见的电解质锂离子电池相比，固体电解质是一种技术颠覆，有必要设计和构建与固体电解质相匹配的电极，并研发适合固体电解质的新型锂离子电池系统；2.固态电池的大规模生产工艺需要大大改进。毕竟，动力电池单体的液体注射机已经非常成熟，但固体电解质的添加工艺尚未完全形成，量产设备尚不成熟；3.在正常条件下，无机固体电解质的关键挑战是体积变化、界面电荷转移电阻、柔韧性和较差的循环稳定性。尽管聚合物固体电解质克服了无机固体电解质的这些限制（良好的柔韧性和与电极的紧密接触），但其电化学稳定性窗口较小，离子导电性（室温）较差。参考文献：电动汽车动力电池技术研究进展；锂离子固体电解质的研究进展及产业化现状合肥工业大学；

Nature子期刊摘要：锂电池化学反应中的固体电解质。充电时间极短，续航里程超长。许多新闻报道都是这样描述固态电池的。不久前，电动汽车制造商Fisco申请了固态电池的专利。据媒体报道，电动汽车的电池寿命可以提高到804公里，充电时间可以缩短到一分钟。此前，丰田和日立等公司也声称已经申请了与固体电池相关的专利。从全球来看，固态电池有望在2025年左右迎来商业化量产。我们不禁要问，固态电池的魔力是什么？如今，关于固态电池技术突破和专利申请的新闻层出不穷。在惊叹固态电池能够实现“充电速度极快+电池寿命超长”的同时，我们也应该看看它们能否在正常情况下大规模生产和推广。通过分析Fisco固态电池超高性能的实现路径，作者咨询了相关专家，得出结论：如果采用聚合物固态电解质路线，这种极快的充电很可能是基于特殊实验室条件下的测试样本（高温充电）。“谈论技术而不商业化”完全是流氓行为。当我们关注材料技术的新突破时，不妨多关注固态电池的生产技术和量产设备的进步。“固态”的概念是什么？

顾名思义，电解质在室温下的物理形式是具有一定流动性的液体，所谓固体电解质就是用固体电解质代替这种液体（或胶体）分散体。与液体电解质相比，固体电解质具有明显的特点：极高的安全性固体电解质不可燃、无腐蚀、不易挥发，不存在泄漏问题，克服了锂枝晶现象，因此全固体电池具有极高的安全性能；能量密度提高固体电解质通常比有机电解质具有更宽的电化学窗口，有利于进一步提高电池的能量密度；固体电解质可以阻挡锂枝晶的生长，材料的应用范围大大提高，为具有更高能量密度空间的新型锂电池技术奠定了基础。极快的充电是如何完成的？

回顾菲斯克的固态电池专利，有传言称“1分钟充电800公里”的说法过于笼统，具体车辆和工作条件尚不清楚。作者咨询了相关专家，得出的结论是，如果采用聚合物固体电解质路线，这种极快的充电很可能是基于特殊实验室条件下的测试样本（高温充电）。根据之前的报道，菲斯克的专利使用了所谓的“三维固体”电解质，这与无机固体电解质的特性非常一致。尽管一些无机固体电解质（如基于团簇离子的反钙钛矿锂离子超导体）在室温下具有与液体电解质相当的离子电导率，但在体积变化（这就是为什么许多固态电池样品由软封装叠层电池制成）、界面电荷转移电阻，灵活性和较差的循环稳定性。

Fisker预测，他们的固态电极技术将在2023年用于电动汽车，这与大多数电池相关公司的时间点非常一致。从全球来看，预计2020年左右，固态电池将能够实现小规模量产。宝马声称，预计将在2026年实现固态电池的突破，然后大规模生产；

丰田也在努力开发固态电池，并已开发出能量密度为400瓦时/公斤的电池原型，将于2020年左右商业化，预计到2025年将大幅改进。这一过程尚未成熟。锂离子电池在市场上很常见。由于电解质是有机溶剂体系，电池的阳极和阴极需要用隔膜隔开，以防止两极接触和短路，而固态电池则不需要隔膜。看起来生产过程减少了，但事实上，固态电池面临着更多的问题。北京蔚蓝新能源科技有限公司有限公司总经理于惠根指出，由于固态电池的电解质材料都是固态的，导电过程是点接触的，因此电池制造过程中需要解决界面阻抗大、界面稳定性差和界面应力变化带来的问题；此外，固体电解质在充放电过程中的体积膨胀和收缩使界面易于分离，就目前的技术水平而言仍有很大的提升空间。为了适应不同的固态电解质，常见的磷酸亚铁锂和NMC三元锂阳极材料和石墨阴极材料可能不适合固态电解质。有必要设计和构建与固态电解质相匹配的电极，并研究和开发适用于固态电解质的新型锂离子电池系统。从理论提出之时起，固态电池就不是一个新概念，但多年来，研发进展并没有想象中那么快。即使可以降低成本，电池从实验室到最终大规模生产也需要时间。日本、韩国、美国、欧洲等国家的固态电池技术基本处于小容量样品电池阶段，量产工艺尚不成熟，因此固态电池离商业应用还有很长的路要走。目前，制备具有良好稳定性和高导电性的电解质材料非常重要。使用固体电解质制备全固态电池，可以从根本上解决锂离子电池存在的安全问题。为了实现固体电解质的实际应用，关键是使其满足以下财产：1。室温下的离子电导率应达到10-3S/cm或更高；2.具有良好的电化学和化学稳定性；3.与电极具有良好的兼容性；4.多孔结构，液体吸收率高；5.具有良好的伸长率和机械强度。就像液体锂离子电池一样，在20世纪70年代，相关概念和实验认证齐头并进，但真正大规模使用是在20世纪末。结论作为未来动力电池技术的发展方向，我们现在可以对固态电池做一个简要的总结：1。与当今常见的电解质锂离子电池相比，固体电解质是一种技术颠覆，有必要设计和构建与固体电解质相匹配的电极，并研发适合固体电解质的新型锂离子电池系统；2.固态电池的大规模生产工艺需要大大改进。毕竟，动力电池单体的液体注射机已经非常成熟，但固体电解质的添加工艺尚未完全形成，量产设备尚不成熟；3.在正常条件下，无机固体电解质的关键挑战是体积变化、界面电荷转移电阻、柔韧性和较差的循环稳定性。尽管聚合物固体电解质克服了无机固体电解质的这些限制（良好的柔韧性和与电极的紧密接触），但其电化学稳定性窗口较小，离子导电性（室温）较差。参考文献：电动汽车动力电池技术研究进展；锂离子固体电解质的研究进展及产业化现状合肥工业大学；Nature子期刊摘要：锂电池化学反应中的固体电解质。

标签：世纪丰田宝马北京理念

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