丰田领先，大众紧随其后。固态电池的未来何时到来？

这个文章主要介绍丰田领先，大众紧随其后。固态电池的未来何时到来？，和一些关于丰田SCI对应的知识点，希望对各位网友有帮助。

2019年，火灾自燃事故成为电动汽车的又一“亮点”。仅在中国，两个月内就报告了7起自燃事件，无疑凸显了动力电池带来的安全隐患。

然而，就电动汽车而言，追求更高的电池能量密度和更长的续驶里程至关重要。尽管“动力电池不能完全消除安全隐患”已成为公认的事实，但高密度、耐用产品的部署仍然是不可避免的。

在今年的法兰克福车展上，耐用的纯电动车型再次成为人们关注的焦点。其中，大众品牌对电动汽车的“诠释方式”是迄今为止最大的看点之一。续航330-550km，新款ID3有着不俗的表现，但在大众眼中，这只是一个开始。取得了质的飞跃的全固态电池技术已经明显体现在大众的电动化战略中，但预计全面商业化尚需时日。

这句话我们可能觉得很熟悉。此前，日本汽车制造商丰田也表达了类似观点，将固态电池视为未来发展的主要方向。在此我们不禁要这是否真的意味着固态电池已经代表了电动汽车的未来？当谈到安全时，我们本质上是天使还是魔鬼？它的到来会给新能源汽车行业带来光明还是迷雾？

什么是固态电池？

要弄清楚这些题，就要从动力电池发展现状入手。根据对电池物理结构的分析，目前技术所应用的电池类型大致分为四种类型。

液/胶体电池是指仅含有液体电解质、半固态液态电解质质量比例小于10%、半固态/半固态液态电解质质量比例小于5%、且仅含有电解质的电池。全固体电解质。该条件不含液体电解质。

考虑到技术进步，目前市场上销售的纯电动汽车使用的锂离子或锂聚合物电池大部分为液体/凝胶电池，但由于负极材料的差异，分为NCA和NCM。以及其他不同的电池类型。这些因素的不同性质决定了不同电池类型之间能量密度的差异。

随着技术水平的不断提高，从2019年开始，越来越多的车型开始配备能量密度更高的NCM811电池。

811是什么意思？这三个数字意味着三元锂电池正极材料中所含镍钴锰或镍钴铝的比例为811，所以811电池是三元锂的细分。电池。

这三种元素中，镍的比重越高，电池的能量密度就越高，但由于镍也是金属活性高的元素，所以必须说明的是，比重越高，安全性就越低。电池。钴元素在三元锂电池中也发挥着重要作用，钴元素可以提高电池稳定性，延长电池寿命。

综合以上信息可以看出，最先进的811电池具有低稳定性和高能量密度的“双重特性”。隐患巨大。而未来，除了参照特斯拉NCA三元配比9:05:05进行升级之外，这种传统的三元锂电池很难有更大的增长空间。综合考虑利弊，新型电池技术的开发自然成为技术专家关注的重点。

那么，电池的种类有上百种，那么为什么人们会选择固态电池呢？

经过查阅相关资料，我们发现，相比目前的液态电池，固态电池有非常明显的优势，尤其是在安全性方面，液态锂电池会产生“枝晶”，在过充时可以刺穿内部隔膜。电池短路有引起火灾或爆炸的危险。理论上，固态锂电池可以避免这些风险。

从工作原理来看，固体电解质的密度和结构使其能够在一端聚集更多的带电离子并传导更大的电流，从而提高电池容量和能量密度。

此外，固态电池的优点可以总结如下。

1）循环寿命长

2）工作温度范围宽

3)薄膜柔韧性

4）易于回收

5)可快速充电

6）与电极材料相容性好。

7)耐潮湿环境

因此，全固态电池的缺点是其自身特性以外的因素，例如成本高、产能低。

丰田和宁德时代主导固态电池研发。

全固态电池有很多产品优势，但研发却遇到困难，目前还没有公司真正实现这项技术。一个更明显的例子是，虽然全范围内开展全固态电池研究的机构不少，但研发进度仍存在显着差异。

据不完全统计，全有超过50家制造商、初创公司和大学研究机构正在研究固态电池技术。其中，中国机构发表的相关SCI论文位居全第一，而在发明专利方面，日本占全专利数量的一半以上，丰田以26件专利位列单一机构第一。此外，欧洲和美国专注于这一领域的初创公司数量开始增加。

从地区来看，海外全固态电池的发展大致集中在“三巨头”法国Bollor、美国Sakit3、日本丰田。其中以法国的博洛雷（Bollore）最为古老。

早在2011年10月，Bollore就开始利用其自主研发的电动汽车“BlueCar”和电动巴士“BlueBus”在法国巴黎及其郊区提供汽车共享服务“Autolive”。总共投资了3000辆配备Batscap生产的30kWh固态电池的车辆，但该公司尚未在乘用车领域发起攻势。

美国Sakti3致力于电池技术研究20年，拥有70多项专利。2015年10月，它被吸尘器创新者戴森以9000万美元全资收购，以解决其产品中使用的可充电锂离子电池的电池寿命差和安全性有限的题。

Sakti3目前面临的最大题是，由于制造技术采用薄膜沉积工艺，成本较高，未来降低成本的可能性不大。因此，现阶段我们的产品只能应用于小家电领域。

与欧洲或美国不同，日本采取了由38家组织联合开发全固态锂电池的方式，其中丰田是领先者。该项目于2018年4月启动，预计总投资100亿日元，丰田、本田、日产、松下等23家汽车、电池、材料企业以及京都府等15家学术机构参与。学校与理化研究院计划共同参与研究，到2022年完全掌握全固态电池相关技术。全最大的合资企业通常是最受欢迎的。

回到国内，以宁德时代为首的“五龙”早已对固态电池进行了深入研究，但发展路径却截然不同。

CATL以硫化物电解液为主要研发方向。目前，容量为325mAh、能量密度为300Wh/kg的聚合物锂金属全固态电池，经过300次以上循环后，剩余电量仍为82%，但可以看出，与传统锂金属全固态电池相比，仍有一定差距。现实。商业化。

中场渐近，但全固态电池的出路在哪里？

这是任何一家公司都无法单独完成的事情，但固态电池距离大规模应用到量产电动汽车上还有多远？对于这个题，不同的OEM厂商有不同的案。

大众汽车集团董事局主席迪斯

像大众汽车这样的“保守派”。大众汽车集团管理委员会主席迪斯在接受汽车APP采访时明确表示，全固态电池的量产或工业化生产计划将在2023年至2024年期间实施。未来几年，通过与大众集团的合作，整体发展步伐将保持不变。

大众汽车品牌电池卓越中心主任FrankBlome

在技术方面，大众汽车品牌电池卓越中心负责人弗兰克布洛姆(FrankBlome)采取了更为保守的立场。他在一份新闻稿中表示，他坚信固态电池有一天会推向市场，但承认大众尚未就电解质材料做出最终决定。因此，全固态电池最早要到2025年才能实现商业化或安装在整车上。

像丰田这样的“激进分子”。根据丰田到2025年为包括雷克萨斯车型在内的所有丰田车型配备新能源的电气化战略，丰田副总裁兼研发总监寺石茂树公开表示，新型固态电池的开发步伐将加快。计划逐步加快推进，并于2020年夏季奥运会前正式启动。

这个计划比大众汽车至少提前了三年。但能否如预期实现，目前尚不清楚。

事实上，丰田比欧美初创公司更早开创固态电池领域，同时投入的精力也更多。丰田经过数年专注于硫化物固态电池的研发，成功通过基础技术将全固态电池的体积功率密度提升至25kW/L左右。同时，成功将体积能量密度提升至400wh/L左右，约为2010年左右锂离子电池水平的两倍。

然而，实验数据并不能直接等同于商业化。去年六月，丰田汽车宣布与中国电池制造商宁德时代合作，加速向电动汽车转型。看来全固态电池也是一个合作项目，这就更有趣了。

据知情人士透露，这很可能是由于丰田在固态电池研发方面的进展低于预期，甚至不尽如人意。这是因为大规模生产是不可能的，至少在短期内是不可能的。不过，它与CATL直接相连，意味着中国团队的科研能力将加入。提高竞争地位后，丰田在2020年如愿完成技术落地也并非不可能。

兵马俑先有粮草，而大众汽车在固态电池的研发上看似落后，但实际上更早开始探索其商业模式。

为了摆脱对亚洲电池制造商的依赖，确保电池领域的领先技术，大众集团今年6月宣布，将向加州科技公司QuantumScape投资1亿美元，成立合资公司。大众将研究全固态电池技术根据向QuantumScape董事会派遣高管的计划，双方实施全固态电池的时间是2025年，这与FrankBlom提到的时间一致。

值得一提的是，大众汽车早在2014年12月就已持有QuantumScape的5股股。此次，大众汽车追加投资1亿美元，使大众集团成为QuantumScape的最大股东。这也意味着大众集团在全固态电池领域已经占据领先地位。

与此同时，大众集团在电池供应的各个环节始终坚持“两只脚走路”。在确保集团内部设立研发机构的同时，我们与供应商保持合作，并与Northvolt等合作伙伴建立合资企业生产电池。这实际上对保证电池供电起到了重要作用。不过，纵向联合联盟能否给大家带来惊喜，最终还是取决于各家公司的研发进度。

简而言之，在该技术实施之前，所有结果都将是不确定的。

表示总体来看，目前全固态电池制备技术成熟度仍有待加强，能够形成规模化生产能力的企业屈指可数。大尺寸。纵观业界“半固态电池将于2021年实现商业化”的认知，全固态电池似乎离我们还很遥远。

但无论是丰田的2020年计划，还是大众的2025年协议，进展不同的两家公司都已经勾勒出一个题。未来的电动汽车很可能以固态电池技术为主。