每年的夏天和冬天，都是新能源汽車的兩個高熱度話題時間段，夏季怕火、冬季怕冷。而進(jìn)入冬天，又是新能源汽車的又一"大劫"，動力鋰電池由于在低溫環(huán)境下化學(xué)活性變低，續(xù)航出現(xiàn)大幅衰減，這是一種普遍的現(xiàn)象。

那么下一代電池能否解決這些問題？或許要靠固態(tài)電池。最近固態(tài)電池成為了風(fēng)口，豐田已經(jīng)宣布，在2021年將推出使用固態(tài)電池的新型電動汽車原型車。

而大眾和比爾蓋茨投資研發(fā)固態(tài)電池的QuantumScape，更是在資本的助推下，獲得了2020年高達(dá)753.03%的驚人漲幅，這也讓最近成為行業(yè)新寵的固態(tài)電池成為焦點(diǎn)。

下一代電池的優(yōu)勢

電池的發(fā)展經(jīng)歷了從早期的鉛酸電池，到后來的鎳鎘、鎳氫電池，再到現(xiàn)在已商用化的鋰電池和用于電網(wǎng)儲能的鈉-硫電池等。自1991年索尼公司推出第一款商用鋰電池以來，鋰電池在全球范圍內(nèi)迅速普及，成為許多便攜式電子產(chǎn)品的首選的電源類型。

近年來，伴隨著電動汽車的興起，以及可再生能源發(fā)電對大規(guī)模儲能裝置的迫切需求，鋰電池的研究再度升溫，開發(fā)安全、大容量、大功率和長壽命的鋰電池成為焦點(diǎn)。

電動汽車要實(shí)現(xiàn)對燃油車的取代，不過目前制約電動汽車取代燃油車的是里程焦慮，而這個問題，歸根結(jié)底出在電池上。那么動力鋰電池技術(shù)要做到多大的改進(jìn)，才能真正踏上替代燃油車的門檻呢？

目前市場公認(rèn)的答案是，現(xiàn)有電動汽車的電池系統(tǒng)能量密度翻一倍半，從普遍的160wh/kg，到400wh/kg，才是電動汽車徹底取代燃油車的開始。

當(dāng)下主流的電池，無論是磷酸鐵鋰電池，還是三元鋰電池，都是液態(tài)電解液的鋰電池，理論的最高能量密度就是350wh/kg，假如再加上各種電池管理系統(tǒng)，能夠做到全系統(tǒng)300wh/kg，基本上就是極限。

而固態(tài)電池則能夠突破這個極限。固態(tài)電池是指采用固態(tài)電解質(zhì)的鋰電池。相較于傳統(tǒng)鋰電池，固態(tài)鋰電池安全性高，無自燃、爆炸風(fēng)險(xiǎn)。氧化物和硫化物電解質(zhì)的固態(tài)電池能量密度高于采用相同正負(fù)極材料的傳統(tǒng)鋰電池。

簡而言之，固態(tài)電池比目前廣泛使用的傳統(tǒng)鋰電池更緊湊，充電速度更快，更安全，擁有更高的能量密度。它們使用的是固體電解質(zhì)，而不是鋰離子單元中的液體或凝膠聚合物電解質(zhì)。這意味著它們只要更少的物理空間來出現(xiàn)相同的能量，并且在損壞時更不容易起火。

不過接下來要解決的問題還很多，包括固態(tài)電池的成本偏高，制備工藝復(fù)雜且不成熟，不容易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化，另一方面，固態(tài)電池的倍率性能整體偏低，內(nèi)阻較大，能夠?qū)崿F(xiàn)快速放電，但是近期內(nèi)依舊無法滿足快充要求，所以在實(shí)用化上有一定限制。

商業(yè)化還要等幾年？

在過去的10年里，電芯的能量密度基本提高了兩倍。這也說明了，在強(qiáng)大的需求推動下，產(chǎn)業(yè)界的進(jìn)步有多快。

固態(tài)電池是最有希望實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)的下一代電池技術(shù)，這也已成為了產(chǎn)業(yè)界和科學(xué)界的共識，無疑也是全球眾多科研機(jī)構(gòu)、車企、電池廠商以及國家關(guān)注和搶奪的高地。目前全球范圍內(nèi)約有50多家公司、初創(chuàng)公司、科研院所致力于固態(tài)電池技術(shù)研究。

車企方面，豐田和大眾目前是在固態(tài)電池布局比較靠前的車企，豐田表示，要在2025年到來之前正式推出市場。而大眾也選取了一個大概相同的時間，預(yù)計(jì)固態(tài)電池產(chǎn)品投入整車之中，最早也要到2025年。

此外，電池公司也在持續(xù)研發(fā)當(dāng)中，日本松下，韓國三大電池廠LG化學(xué)、三星SDI和SK聯(lián)手開發(fā)核心電池；德國計(jì)劃撥發(fā)10億歐元(參數(shù)|圖片)用于支持德國的固態(tài)電池研究；我國CATL、比亞迪、蔚來、輝能、清陶、衛(wèi)藍(lán)、贛鋒等大批科技公司及新材料公司也都在進(jìn)行固態(tài)電池的研發(fā)。

而這些公司也都無疑例外的獲得了資本的助推，在股市上的股價(jià)突飛猛進(jìn)，這也將刺激固態(tài)電池研發(fā)的提速。

可以預(yù)料的是，在未來幾年里，將會有試作品陸續(xù)上車，盡管真正的全固態(tài)電池可能還要五年十年，但已經(jīng)離我們正在越來越近，而等到真正量產(chǎn)應(yīng)用的那天，也必然會先期新能源汽車的一場新革命。