動力鋰離子電池新范疇，為甚么日本要大力發展固態電池？

汽車與電動化的結合，成為近些年汽車行業的大潮。身處在變革的時代，從認識之初便了解汽車是由內燃機驅動，習慣了與燃油、內燃機打交道的我們，面對純電動車的面世與大力推廣，萌生負面甚至抵觸情緒是自然不過的事。當然，有一部分領先技術愛好者，更愿意為新技術買單。

但關于一般消費者，純電動車要代替燃油汽車作為生活中緊要的出行還是有段距離，至少在充電時間的部分就難以與燃油車加油的時間長度相媲美，倘若技術的發展能在如鉅大鋰電今充電時間的基礎上再進行縮短，消費者的接受程度應當會高不少。最近，就有外媒報道日本在固態電池方面發力，三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池我們聽的多，為甚么日本會選擇固態電池作為發力的方向呢？

原理大不同

如今多數純電動車，采用的電池包是以鋰電池為主，其中的結構是洋溢在電池內部的電解液。電解液是鋰離子來回移動的通道，鋰電池的充放電過程，就是鋰離子的嵌入和脫嵌過程。在鋰離子的嵌入和脫嵌過程中，同時伴隨著與鋰離子等量電子的嵌入和脫離。在充放電過程中，鋰離子在正、負極之間往返嵌入與脫離嵌入的循環。

而當電池在充電時，正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極。而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，達到負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高。

固態電池的固態，指的是電池內部所使用的不再是電解液，而是采用固態電解質的同時還能減少電池內部的隔離層。

優點所在

之所以固態電池開始被重視，很大一部分的原由是由其內核所引起。一般來說，常見的鋰電池是以石墨為原材料，石墨的理論比容量僅為372mAh/g，遠遠無法滿足高比能鋰電池的需求。固態的電解質則能以金屬Li作為負極，其理論比容量可達3860mAh/g，是一種理想的高比能電池負極材料。理論比容量更高的時候，可以令電池的能量密度提升。

提高了能量密度之后，最大的好處便是實現相同電池容量單位體積的縮減。換句話說，就是電池組的容量不變，但整個的體積可以得到縮減。并且，少了傳統鋰電池當中的隔離層和電解液，不但減少40%的體積和25%的質量，還鋰電池能將正負極之間的距離減少至幾微米甚至十幾個微米，為鋰電池的輕薄化發展供應了技術的基礎。

除此以外，安全性也因為電解質的變化而得到進步。研究聲明液態電解質的鋰電池在90℃左右就開始發生自放熱反應，并在178℃左右引起了電池熱失控，而采用固態電解質的Li/LFP電池自放熱溫度提高到了247℃以上，并且整個過程未發生熱失控。

短板的沖破

但固態電池在現階段的短板，讓其仍未能大規模使用在新能源車之上。首先是成本問題，以如今的水平推算，小規模加工的成本大概在750-2鋰電池500美元/每千瓦時，整個市場至少要達到1億個/年的水平，每千瓦時的單價才會下降至75-240美元的區間。

其次是固態電池本身，由于正極制作材料以過渡金屬氧化物顆粒，正負極之間以固界面的方式接觸，其接觸面積小使得界面阻抗大，從而影響電池的充電速度和循環壽命、倍率性能差等問題的出現。

而且固態電解質材料限制大，電池整體阻抗和倍率性能低。固體電解質是固態電池的核心，目前使用的固態電解質有三種體系：聚合物、氧化物、硫化物。這三種固態電解質材料共同的缺點是：低離子電導率。低離子電導率會妨礙鋰離子在電池正負極之間的運動，導致鋰離子傳輸速度和效率降低，在高倍率大電流下運動能力變差，電池能量密度和功率密度都將下降。

點評：

作為全鋰電池廠家球最大的汽車市場和新能源汽車市場，我國的純電動車發展誠然離不開政策的鼓勵和引導，在市場發展倒逼電池技術更新迭代的思路下，國內的電池技術得到了發展并超越其它國家的水平，加之國內擁有全球最大的動力鋰離子電池供應商、其它國家的電池供應商也獲得準入資格后，日本的電池公司分明是錯過了在國內的發展時機，這才是為甚么日本轉而研發固態電池的緊要原由。

盡早開始研發固態電池技術，掌握核心的技術并注冊專利，既能推出市場銷售并且形成技術壁壘。但不論要怎么樣變化，得益的仍舊是新能源汽車的買家和使用者，惟有更多的用戶選擇新能源汽車，降低汽車排放污染的成果才會呈現出應有的成果。

東莞市鉅大電子有限公司成立于2002年，總部位于我國廣東省東莞市南城區高盛科技園，是一家為全球用戶在移動電源、儲能電源、動力電源和備用電源的個性化需求，供應特種鋰電系統定制化方案和產品的國家級高新技術公司。

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