全固态电池加速发展，但商业化还需10年？

近期，越来越多的汽车品牌宣布推出全固态电池。丰田宣布推出全球首款全固态电池，而福特和宝马正在测试全固态电池。全固态电池能否在电动汽车市场再次改变游戏规则？

我们目前纯电动汽车使用的电池主要是锂离子电池。电池基本上由正极材料、负极材料、电荷可以通过电解质以及将正极材料和负极材料分开以使它们彼此不接触的隔板组成。目前用于电动汽车的电池的基本结构是相同的。

然而，这种结构非常不稳定。当电池受到冲击或损坏时，当正极材料和正极材料接触时，由各种材料制成的隔膜开始相互作用，并在此过程中产生发热、着火和爆炸等现象。因此，隔膜就像是保护电池安全的最后一个装置。然而，另一个问题是隔板的厚度必须保持在一定水平以达到最低安全性，这直接影响电池的厚度。

在为电动汽车包装电池时，再薄，也因为电解液和隔板的原因，很难做到低于一定水平。因此，目前的电动汽车电池组别无选择，只能制造厚度至少为 10 厘米。即使是目前最厉害的LG电池，最薄也得11cm左右。当然，单是这个量确实比以前薄了很多，但11厘米的厚度在车内也绝不是可以忽略的。这是因为它仍然极大地影响了车内的空间和各种系统的布置。

因此，电池开发商和汽车制造商长期以来一直关注新型二次电池。所以注意力都集中在了全固态电池上。全固态电池的基本结构实际上与锂离子电池的基本结构没有太大区别。最大的不同是没有隔板和电解液。相反，固体电解质取代了隔膜和液体电解质。因此，既可以解决隔膜导致的厚度问题，也可以弥补电解液活性随温度变化的缺点。换句话说，电池容量在冬季中期和寒冷的温度下迅速下降的问题可以得到解决。

但是，直到现在，由于技术的限制，还无法引入它。然而，最近，一些汽车制造商正在推出和测试全固态电池。丰田是第一个开始的。在纯电动汽车到来之后，一直没有受到太多关注的丰田宣布了第一款配备全固态电池的原型车，以用新电池改变汽车行业发展。当然，它还处在原型测试车阶段，但可以肯定的是，世界上第一辆配备全固态电池的电动汽车已经开始上路了。此外，众所周知，丰田已经申请了 1,000 多项与全固态电池相关的专利，就像当年霸占混合动力市场一样，丰田决心以全固态电池再次进军全球市场。

福特和宝马也加入了进来。两家制造商已于 2017 年开始投资全固态电池，但事实证明，他们正在科罗拉多州建造一家新工厂，以生产硫化物固体电解质。当然，他们表示无意与LG、三星和SK等二次电池生产商竞争。说这是为了测试而开发的，开发完成后，它计划颁发委托生产许可证。而最早在2022年，该工厂生产的固体电解质电池将安装在测试车上。但是，这两家厂商都还没有达到商业化阶段。据传，从现在开始还需要10年左右的测试期，搭载全固态电池的电动汽车至少可能在2030年后问世。

此外，现代汽车公司今年已经向全固态电池开发商投资了约1亿美元。根据现代汽车的说法，配备全固态电池的电动汽车可能会在未来 10 年内发布。

全球汽车制造商之所以热衷于开发全固态电池，是因为消费者对里程的需求依然强劲。没有隔膜的全固态电池在里程或整车设计上有很大的优势，因为它可以在相同的厚度下储存更多的电量，或者在更薄的厚度下储存相同的电量。此外，可以消除或减少用于电池保护的额外包装，从而降低重量和制造成本。此外，充电速度明显快于液体电解质是全固态电池的一个优势。

虽然目前还处于发展阶段，但预计随着厂商积极投入，全固态电池的市场渗透将很快到来。并且全固态电池极有可能成为电动汽车市场爆发式增长的催化剂。