面對(duì)“前任” 之一豐田的隔空喊話(huà)，大刀闊斧在澳洲建GW級(jí)三元鋰電池工廠的特斯拉不知此刻心里是什么滋味兒。@Tesla

上周，豐田發(fā)布消息，計(jì)劃于21世紀(jì)20年代早期實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池商業(yè)化。全固態(tài)電池的推廣，將取代目前鋰離子電池廣泛采用的液態(tài)電解質(zhì)技術(shù)。而此前據(jù)日本媒體報(bào)道，配備了全固態(tài)電池的豐田電動(dòng)汽車(chē)最早將于2022年在日本上市，屆時(shí)，完成一次充電過(guò)程的時(shí)間將縮短至幾分鐘。

2010年初，豐田出資5000萬(wàn)美元收購(gòu)特斯拉3%股份，隨后于2014年出售了其中部分股份。截至今年5月底，豐田已經(jīng)出清所持特斯拉全部股份，標(biāo)志著豐田和特斯拉的七年合作關(guān)系正式畫(huà)上了句號(hào)。

豐田的發(fā)言人稱(chēng)，在所有這些新興的電池技術(shù)中，固態(tài)電池最有希望實(shí)踐應(yīng)用于電動(dòng)汽車(chē)。

豐田的全固態(tài)儲(chǔ)能電池，對(duì)當(dāng)下主流的三元鋰離子電池?zé)o疑是一種宣戰(zhàn)。也是豐田與特斯拉因車(chē)輛設(shè)計(jì)問(wèn)題產(chǎn)生不合，未能熬過(guò)七年之癢，“戀情”告吹之后，豐田在這一領(lǐng)域宣布的首個(gè)突破性計(jì)劃。

圖片來(lái)自www.automobilesreview.com

固態(tài)電池是什么？

其實(shí)，固態(tài)電池對(duì)豐田來(lái)說(shuō)并不是新鮮內(nèi)容。自2010年起，豐田一直在固態(tài)電池領(lǐng)域默默探索。近日，豐田于去年12月向美國(guó)專(zhuān)利局提交的固態(tài)電池專(zhuān)利終于獲批，博得了各大版面的頭條。

東京工業(yè)大學(xué)教授Ryoji Kanno對(duì)Wall Street Journal表示，通過(guò)采用固態(tài)電池，“有希望提高電力輸出和縮短充電時(shí)間”。此前，Kanno教授曾帶領(lǐng)一支包括豐田科學(xué)家在內(nèi)的團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這種“玻璃樣”固態(tài)電解質(zhì)的制造材料。

據(jù)美國(guó)專(zhuān)利局公示的豐田固態(tài)電池專(zhuān)利申請(qǐng)內(nèi)容，豐田研發(fā)的固態(tài)電池的電解質(zhì)層由硫化固態(tài)電解質(zhì)材料構(gòu)成，其中包含鋰、磷、硫和碘元素，電極活性材料層則添加了特殊的磷酸酯，改善了電池的熱穩(wěn)定性。

圖片為固態(tài)電解質(zhì)原理圖，與豐田固態(tài)電池?zé)o直接關(guān)系。來(lái)自江蘇大學(xué)汽車(chē)工程研究院

固態(tài)電池好在哪兒？

目前，特斯拉等主流電動(dòng)車(chē)廠商以采用的三元鋰離子電池以采用液態(tài)電解質(zhì)為主。受制于液態(tài)鋰電池的特性，電動(dòng)汽車(chē)即使在快充模式下充滿(mǎn)電也需要20-30分鐘，續(xù)航里程卻僅有300-400公里。而對(duì)比三元鋰電池，固態(tài)電池安全不易燃易爆、單位能量密度高、相同容量質(zhì)量輕、充電快、受溫度影響小、單位成本低等優(yōu)勢(shì)，更適合電動(dòng)車(chē)的未來(lái)發(fā)展。

首先，在安全方面，由于液態(tài)電解質(zhì)中含有易燃的有機(jī)溶液，發(fā)生短路溫度驟升時(shí)很容易發(fā)生燃燒和爆炸，因此需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結(jié)構(gòu)，而采用固態(tài)電池則可以免去這些麻煩。

在單位能量密度方面，目前松下的鋰電池能量密度為200-400瓦時(shí)/升，豐田的鋰電池能量密度為400瓦時(shí)/升。而如果采用固態(tài)電池技術(shù)，因?yàn)樵诮Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上不需要考慮易燃風(fēng)險(xiǎn)，相同空間可以塞進(jìn)更多電池，能量密度將有可能提高至600-800瓦時(shí)/升，幾乎翻了一番。

圖片來(lái)自Wall Street Journal

相比液態(tài)電池，相同容量的電池組，固態(tài)電池相對(duì)更輕。比如特斯拉-松下生產(chǎn)的85kWh三元鋰電池組質(zhì)量達(dá)到900kg，而固態(tài)電池創(chuàng)業(yè)公司Seeo Inc生產(chǎn)的相同容量電池組的質(zhì)量卻只有323kg，接近前者的三分之一。