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文/桃李

新能源汽車領(lǐng)域發(fā)展至今取得了不小的成就，其在汽車市場的滲透率也是不斷提高，尤其是純電動車，已經(jīng)成了目前汽車市場的一個(gè)主流趨勢，但是作為電動汽車動力來源的電池卻在發(fā)展的路上遇到了阻礙，先是原材料的上漲，其次是電池技術(shù)很難再有突破。而作為電動汽車的核心之一，電池技術(shù)的進(jìn)步關(guān)系著電動汽車未來的發(fā)展，所以各大汽車廠商不得不開始尋找電池發(fā)展的新出路，固態(tài)電池成了電動汽車的新希望。

首先來說說鋰離子電池的現(xiàn)狀，目前新能源電動汽車普遍使用鋰離子電池作為動力電池，經(jīng)過長時(shí)間的研究和試驗(yàn)，鋰離子電池被認(rèn)為是目前綜合性能表現(xiàn)最為出色、技術(shù)最為成熟的一個(gè)選擇，但即便是這樣，他也有很多的不足之處。

電池的能量密度關(guān)系著電動車的續(xù)航表現(xiàn)，提高電動汽車的續(xù)航能力是讓它能跟燃油車競爭的最好方式。雖然鋰離子電池的能量密度在當(dāng)前的所有電池種類中基本上是屬于天花板級別的存在了，當(dāng)前鋰離子電池的電芯能量密度已經(jīng)達(dá)到了250Wh/kg以上，但是仍然很難超越燃油車。

鋰離子電池的能量密度在理論上最高可以達(dá)到350Wh/kg，但是追求更高的能量密度會導(dǎo)致電池的安全性受到影響。鋰離子電池采用的是液態(tài)電解液，一旦電池發(fā)生內(nèi)短路、熱失控，或電解液泄漏等，可能引起電解液的燃燒，進(jìn)而引起電池起火等安全事故，這也是一部分人談電色變的原因。另外，由于液態(tài)電解質(zhì)在充放電過程中容易形成和生長固態(tài)界面膜，電池的壽命也有較大的局限性。

那么什么是固態(tài)電池呢？傳統(tǒng)鋰電池由正極、負(fù)極、隔膜、電解液、結(jié)構(gòu)件等部分組成，借助鋰離子在正負(fù)極之間的來回穿梭完成電池的充放電，固態(tài)電池的結(jié)構(gòu)和原理沒有太大的變化，主要是其內(nèi)部所有材料均使用固體材料，只含有極少甚至不含有任何液體，而根據(jù)電池內(nèi)部有沒有少量的液體電解質(zhì)可以分為固態(tài)電池和全固態(tài)電池。

別小看這一步的變化，它能夠帶來性能的飛躍。要知道，鋰離子移動速度的快慢意味著充放電動快慢，現(xiàn)在快充型鋰電池號稱20-30分鐘快充30%的電量到80%電量，而固態(tài)電池基本上十分鐘內(nèi)就能充滿，畢竟一個(gè)是在水里游，一個(gè)是在路上跑，固態(tài)電池自然比鋰離子電池要更高效。

除此之外，使用固態(tài)介質(zhì)，避免了電解液的漏液及燃燒風(fēng)險(xiǎn)（固態(tài)電解質(zhì)在一定條件下也會分解，但相對而言分解難度更高），甚至在物理沖擊、破壞測試之后，電池仍不冒煙、不起火、不爆炸，安全性能大幅提升。

雖然擁有極大的優(yōu)勢，但是固態(tài)電池也并非完美的，先不談其昂貴的造價(jià)，固態(tài)電池依舊還有不少技術(shù)上的難題，比如固態(tài)電解質(zhì)動離子電導(dǎo)率還遠(yuǎn)低于液態(tài)電解質(zhì)，導(dǎo)致鋰離子在正負(fù)極之間運(yùn)輸?shù)耐〞承越档汀?/p>

另外而固態(tài)電解質(zhì)與正負(fù)極之間接觸面積小，緊密性更差，因此界面阻抗較高，會影響鋰離子在界面之間的傳輸。而電極材料在充放電過程中的體積變化還會進(jìn)一步加劇界面的分離和循環(huán)性能的惡化。

寫在最后：

全固態(tài)電池在原理上確實(shí)是很美好的方向，但綜合現(xiàn)階段行業(yè)研究成果，再結(jié)合成本、產(chǎn)量、可靠性等綜合考慮，想要廣泛應(yīng)用于現(xiàn)有商業(yè)環(huán)境中還有很大一段路要走，不過隨著越來越多的車企投入其中，相信這一段路的距離會逐漸縮短。

標(biāo)簽： 鋰離子電池