充電機充電固態電池的商業化之路前路漫漫
2017-8-13 7:46:15??????點擊：
導讀
相較于傳統充電機充電鋰電池，固態充電機充電鋰電池的差異在于電解質固態化。全固態充電機充電鋰電池與傳統充電機充電鋰電池一樣，包括充電機充電電池各單元，其工作原理與傳統充電機充電鋰電池的原理相同。
近日，豐田終于和電動汽車一道上頭條了。新聞稿中頻頻出現的“充電機充電固態電池”到底是什么來頭？不僅豐田，寶馬也計劃量產充電機充電固態電池車，隔空“叫板”特斯拉，但是據業內人士表示充電機充電固態電池的商業化之路“道阻且長”！吃瓜群眾只想說：“扎心了！老鐵！”
據媒體報道稱，豐田配備充電機充電固態電池可大幅提升全新電動車的續航里程，并且縮短充電時間。這款新充電機充電固態電池電動汽車預計將于2022年正式上市。豐田為何有如此的信心？
通過專利數量比較可以看出，豐田擁有的充電機充電固態電池專利數量遙遙領先，此外中國軍團中，寧波大學、中科大、華為、中國電科十八所、中科院物理所占據了專利排行榜前十中的五個席位。可以看出，在充電機充電鋰電池盛行當道的背景下，我國對充電機充電固態電池的研究仍在不斷升溫。
那么，充電機充電固態電池到底“何德何能”吸引眾多企業與機構對其進行研究？
相較于傳統充電機充電鋰電池，固態充電機充電鋰電池的差異在于電解質固態化。全固態充電機充電鋰電池與傳統充電機充電鋰電池一樣，包括充電機充電電池各單元(正極、負極、電解質)，其工作原理與傳統充電機充電鋰電池的原理相同。
在早期日本媒體的報道中，提到充電機充電固態電池的優點只有一條：充電快。豐田發言人說，豐田全新電動汽車配備的全充電機充電固態電池，可在幾分鐘內完成充電過程，但是對具體的產品規劃不予評論。
據充電機充電電池中國網小編的整理，充電機充電固態電池的優點如下：
安全性極高。與傳統充電機充電鋰電池相比，全充電機充電固態電池最突出的優點是安全性。液態電解質易燃易爆，以及在充電過程中鋰枝晶的生長容易刺破隔膜，引起充電機充電電池短路，造成安全隱患。而固態電解質不可燃、無腐蝕、不揮發、不存在漏液問題，也克服了鋰枝晶現象，因而全充電機充電固態電池具有極高安全性。
能量密度高。充電機充電固態電池電解質能阻隔鋰枝晶生長，材料應用體系范圍大幅提升，為具有更高能量密度空間的新型充電機充電鋰電池技術奠定基礎。目前，充電機充電固態電池研發可提供的能量密度基本可達300-400Wh/kg。
循環性能強。固態電解質解決了液態電解質在充放電過程中形成的固體電解質界面膜的問題和鋰枝晶現象，大大提升了充電機充電鋰電池的循環性和使用壽命，理想情況下循環性能表現優異，能夠達到45000次左右。
適用范圍擴大。固態電解質賦予固態充電機充電鋰電池結構緊湊、規模可調、設計彈性大等特點，即可應用于驅動微型電子器件，也可用于動力和儲能領域。此外，充電機充電固態電池也擁有更寬的溫度工作范圍，目前基本保證-25℃—60℃的溫度范圍。
說完優點，再說缺點。
快充比較難。充電機充電固態電池有倍率性能很低的LiPON系列充電機充電電池（實際上氧化物體系的電解質普遍倍率性能不佳），也可以基于硫系高性能電解質做出高倍率還不錯的固態充電機充電鋰硫電池。但是總體來說，作為動力電源使用，充電機充電固態電池在高倍率性能方面還是有很多挑戰的。
成本價格高。據了解，液態充電機充電鋰電池的成本大約在200-300美元/千瓦時，如果使用現有技術制造足以為智能手機供電的充電機充電固態電池，其成本會達到1.5萬美元，而足以為汽車供電的充電機充電固態電池成本更是達到令人咋舌的9000萬美元。
面對充電機充電固態電池的諸多不確定因素，依然阻擋不住研究機構與企業的研究布局。
早在2015年，英國富豪詹姆斯·戴森和德國汽車零部件巨頭博世分別收購了充電機充電固態電池公司SaKti3和充電機充電固態電池創業公司Seeo。據了解，2016年8月戴森出資14億美元，興建一座充電機充電電池工廠，用于大量生產充電機充電固態電池。博世也不甘落后，在收購Seeo后又與GSYUASA充電機充電電池公司和三菱重工共同建立了新工廠，主攻固態陽極充電機充電鋰離子電池。
此外有海外媒體報道稱，寶馬近日正在研發一款充電機充電鋰離子電池，這款充電機充電電池將用固態電解質代替現有的電解液，新充電機充電電池計劃2026年量產。
不僅僅國外企業布局，國內鋰電企業也在爭搶“蛋糕”。
CATL在硫化物充電機充電固態電池方面比較成熟，目前正加速開發EV用的硫化物全固態充電機充電鋰金屬電池研發的步伐。
據媒體報道，環宇賽爾新能源、河南鋰動電源等企業也紛紛布局充電機充電固態電池。
隨著科研機構的深入研究與企業的不斷布局，市場對充電機充電固態電池的期待越來越大，然而距離充電機充電固態電池商業化還有較長一段距離。
豐田曾經表示，希望能在2020年其新能源車上應用充電機充電固態電池技術。從理論提出的時間以及該技術發展進程來看，充電機充電固態電池并不是一個新的概念，但研發進展并沒有想象的那么快速。正如液態充電機充電鋰電池，在上世紀70年代，相關的理念和實驗認證就在齊頭并進，但真正大規模的使用，已經是20世紀末了。
不僅僅是時間問題，成本高一直都是充電機充電固態電池發展的“攔路虎”。目前，充電機充電固態電池面臨著以下技術難題：固態電解質與正負極之間界面阻抗過高、固態電解質電導率偏低、材料成本制備成本昂貴等。據企業和研究機構表示，多項技術正逐步推進，相繼提出相應的解決方案，但是充電機充電固態電池的前進之路并不是那么順暢。
一句話，充電機充電固態電池的發展還處于早期階段，目前所有的數據和特性都是實驗室的，距離商業化還有很長的一段路要走，“道阻且長”！
馬斯克暗示充電機充電固態電池技術等突破性充電機充電電池技術即將來臨
馬斯克發言如下：
好的，接下來我談談我的看法。全球每天每周幾乎都有人宣稱獲得了充電機充電電池突破。當某人聲稱打造了突破性的充電機充電電池技術，那么就會給我們發送一個樣本。或者你對我們并不十分信任，會選擇將樣本送至獨立實驗室，來驗證相關的參數。
沒錯，現在大部分充電機充電電池突破技術都停留在PowerPoint階段，甚至我還可以給你傳輸至仙女座星系的PowerPoint演示圖。但這并不意味著就能和我們的生活產生交集。因此特斯拉是這個地球上最大的充電機充電鋰電池買家。那么當他們在充電機充電鋰電池上取得突破之后第一個會寄給誰？我們！因為我們是最大的客戶。
如果我們在充電機充電電池技術上有一些突破我會感到非常的驚喜，這必然是非常美妙的事情，必然會載入史冊。不過實驗室在接下來的幾年中逐步研發現代化生產工藝從而進一步優化降低成本。因此現階段突破性充電機充電電池不會出現。
我認為某些技術突破是可以實現的。不過這些都是機密，因此在本次電話會議上我不能談及，但是我確信其中一種解決方案可以奏效。截止目前，它還沒有在實驗室開始運行，但很快就會在實驗室實現運行。
充電機充電固態電池簡介
在固態離子學中，充電機充電固態電池是一種使用固體電極和固體電解液的充電機充電電池。充電機充電固態電池一般功率密度較低，能量密度較高。由于充電機充電固態電池的功率重量比較高，所以它是電動汽車很理想的充電機充電電池 。
2020年充電機充電固態電池技術研發有望取得突破性進展，在成本、能量密度和生產過程等方面進一步趕超充電機充電鋰離子電池技術。
2030年，充電機充電鋰離子電池將不再是電動汽車充電機充電電池主流，但其在某些電子原件領域仍有一席之地。
歷程
從1991年索尼公司將含有液態電解質的充電機充電鋰離子電池帶入電子設備的應用至今，液態充電機充電鋰電池已經成為目前最為成熟、使用最廣泛的技術路線之一。
在2010年，豐田就曾推出過續航里程可超過1000KM的充電機充電固態電池。而包括QuantumScape以及Sakti3所做的努力也都是在試圖用充電機充電固態電池來取代傳統的液態充電機充電鋰電池。
加拿大Avestor公司也曾嘗試過研發固態充電機充電鋰電池，最終2006年正式申請破產。Avestor公司使用一種高分子聚合物分離器，代替充電機充電電池中的液體電解質，但一直沒有解決安全問題，在北美地區發生過幾起充電機充電電池燃燒或者爆炸事件。
2015年3月中旬，真空吸塵器的發明者、英國戴森公司（Dyson）創始人詹姆斯·戴森將其首筆1500萬美元的投資投向了充電機充電固態電池公司Sakti3，后者是一家成立于2007年的充電機充電電池創業公司。
充電機充電固態電池原理
傳統的液態充電機充電鋰電池又被科學家們形象地稱為“搖椅式充電機充電電池”，搖椅的兩端為充電機充電電池的正負兩極，中間為電解質（液態）。而鋰離子就像優秀的運動員，在搖椅的兩端來回奔跑，在鋰離子從正極到負極再到正極的運動過程中，充電機充電電池的充放電過程便完成了。
充電機充電固態電池的原理與之相同，只不過其電解質為固態，具有的密度以及結構可以讓更多帶電離子聚集在一端，傳導更大的電流，進而提升充電機充電電池容量。因此，同樣的電量，充電機充電固態電池體積將變得更小。不僅如此，充電機充電固態電池中由于沒有電解液，封存將會變得更加容易，在汽車等大型設備上使用時，也不需要再額外增加冷卻管、電子控件等，不僅節約了成本，還能有效減輕重量。
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