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油车最后通牒？充电10分钟续航1200公里的固态电池，就快量产了？首发2023-12-10 22:01·Hi科普啦近年以来，丰田在电动车领域始终摇摆不定。经常是前脚刚说要开发新产物，后脚自家的老总丰田章男就公开说点“骚话”。以至于几次拆台，外界都认为丰田在电动车领域不会有什么大动作了。也正因为如此，丰田错过了新能源汽车的崛起，在新赛道上已经严重滞后。然而就在今年夏天期间，丰田章男又一次公开表态：纯电车、全固态电池、10分钟快充、1200公里续航、价格减半。此话一出，外界又看不透丰田究竟想干什么了。倒不是说他家的全固态电池有多先进，因为这类型电池，包括我国在内的其他国家也在开发中。但是对错过一次次机会的丰田来说，全固态好像就成了他家的终极大招。大有要弯道超车，超过其他新能源车企之势。事实果真如此吗？固态电池真能解决眼下电动车面临的全部问题？最后的一根稻草至少从丰田自身的角度去看，固态电池或者说是全固态电池，是他家试图发展电车的最后一根稻草了。确切的消息，在6月份丰田就正式表态了。新的纯电动车型，使用的是全固态电池。正如丰田章男所说，他们在这一领域已经克服了电池的耐久性问题。按照丰田自己的说法，公司在这一领域的发展，已经积累了超过1000项的专利。而且，全固态电池的汽车，在2020年前后已经完成了相关测试。其最大的特点就是充电速度快过其他电池，10分钟的充电量，能保证汽车行驶1200公里。目前，这一数据仅仅是丰田方面的说法，并没有经过实证。而在电动车领域，其他已经推出的各类品牌车型，其充电速度和续航能力，确实都达不到这么高的状态。像特斯拉的车型，充电15分钟，也就行驶260公里。日产的一款电动车，充电45分钟，行驶距离也只有380公里。丰田在售的一款锂电子电池汽车，充电半小时，续航里程为600公里。这些，都是现有电动车真实的性能状态。所以丰田宣布的全固态电池的性能，确实能让一众车企震惊。更为关键的是，丰田这次还说出了具体的时间表，到2027年就向市场投放新车。牌坊是立起来了，究竟能不能实现，那就要看丰田的能力了。当然丰田方面也不讳言，全固态电池的成本问题，成为接下来发展的最大阻碍。数据显示，其成本比现在的锂离子电池高出了4倍甚至25倍。除了成本之外，另一方面则是全固态电池的性能。虽然丰田很高调，但外界并不知道，丰田是真的拥有技术了，还仅仅是在制造噱头。而要说清楚这一点，就得去看全固态电池和现在市面上的电池，究竟存在哪些区别了。与现有电池的区别固态电池的，是根据锂电池电解质不同类型的叫法。从类型来区分，电池的电解质有液态、半固态、准固态、全固态之分。除了液态之外，其他三个类型，都可统称为固态电池。类型上有差异外，之所以固态电池更好，是因为它的性能和安全度高于传统的液态电池。现有的锂电池，其电解质大部分还是以液态为主。就性能来看，充电时间普遍较长，前面提到的几个电动车品牌，最短的充电时长都要在15分钟以上。除此之外，续航焦虑得不到有效解决。目前，绝大多数的电动车，其续航里程也就在几百公里之间。这正是由于电池的性能限制了历程的进一步增长。尤其是气温下降的情况下，续航里程也会跟着降低，也就是俗称的“掉电”。最后一点，便是现在的电动车电池，始终存在安全隐患，而主要的安全事故就是起火自燃。根据清华大学电池安全实验室的数据显示，从2019年以来，电动汽车的自燃事故频发。不完全的统计是，相关的起火事故超过了40起。之所以出现自燃事故，则是因为电池短路。短路原因又是因为温度失衡（冷热变化），导致电池内部正负极之间的隔膜，被析出来的锂枝晶刺穿，最后正负极直接接触而引发自燃。这一问题，在现有的锂电池中，一直没有得到很好的解决。哪怕不存在温度的突然失衡，电池使用时间延长，也会增加隔膜被锂枝晶刺穿的风险。对比之下，固态电池电解质不易燃烧，稳定的化学特性使电池本身的安全性大大提高。其次，固态电池的能量密度，远高于传统锂电池的能量密度。有业内人士就表示，现有锂电池的能量密度为250Wh/kg，固态电池的这一数据则达到了400Wh/kg。能量密度的提升，意味着电池能实现快充，且续航能力大大提升。丰田宣称自己的全固态电池产物，能实现快充以及续航里程超过千公里，实际上这并非丰田最先说的。最先说的，是美国的QuantumScape公司，有关固态电池的研发，该公司处于前列。他们比丰田更早宣称，未来固态电池15分钟既能充电80%，续航里程更是能超过2000公里。使用寿命方面，将能达到100万公里。这似乎意味着，一旦使用了固态电池，那么电动车将直接革了传统燃油车的命了。正是在这个基础上，固态电池的概念才越来越多的被提起。相关的统计也发现，除了丰田之外，其他传统车企像大众、宝马等，也都在投入巨资研发固态电池。说了这么多好处，可截止到目前，还没有任何一家车企，将使用固态电池的汽车开出来，并信誓旦旦的说自家的产物，续航里程就是超过了1000公里的。也正因为如此，业内有观点就认为，所谓固态电池的研究，还没有像公司宣称的那么快。最为关键的是，固态电池本身也会出现与液态电池相同的问题。无法改变现状吗从技术上来看，全固态电池现在面临最大的瓶颈，是离子导电率远远低于液态电池的电解质。如果这一技术难点得不到实质性突破，固态电池的循环性和倍率性就会变差，电池内阻也会增大，此前所宣称的快充和长续航将都会成为空谈。对于这一点，业内有人就认为研究固态电池的QuantumScape公司说谎了。因为，该公司此前研发所使用的固态电解质层，起重量是传统液态电解质隔膜的10倍以上，这也直接使得离子导电率大大降低。如此一来，就不得不继续加入有利于导电的非活性物质。而随着该物质的增加，整体的能量密度又会下降。此前QuantumScape公司研发的产物，能量密度连350Wh/kg都没有达到。如果顺着这一思路研发，最后制造出来的电池很大很沉，但整体性能却不一定能得到提升。所以有观点就认为，固态电解质能提高能量密度的理解从根子上就是错误的。除了这一点之外，外界也在质疑固态电池的安全性。此前美国能源部的研究就发现，即便是全固态电池，在使用之后同样会存在锂枝晶问题，而且它可能引发的隐患，比现有的锂电池更高。安全性之外，国内研究分析固态电池行业动态的机构也表示，它的成本问题将会是制约起商业化的主要因素。因为现在的液态锂电池已经形成了完整的产业链，在生产制造上成本更低。而固态电池整体还处于研发领域，本身还存在变数。最后还有一点，外界也在怀疑QuantumScape公司是在以概念噱头割韭菜。此前该公司就表示，要与大众汽车合作生产，到2025年就能实现固态电池汽车的量产。究竟能不能实现现在还不得而知，外界只是看到，该公司的股价在宣布之后应声而涨，比原先的价格涨了10倍。不光是QuantumScape公司，其他的公司实际上也一直在炒作固态电池这个概念。技术上是否有实质性的突破一概不提，媒体的相关报道中，也都是在极力渲染该类型电池未来的发展空间。所以说，固态电池究竟怎么样，必须得看到真材实料才行。那么，固态电池的发展究竟会怎么样？业内也有一些其他的声音。从半固态到固态的转化业内的看法是，现在的液态锂电池会实现技术迭代，但不可能做到一步到位，中间需要半固态电池来进行承接。半固态电池与液态电池比起来，本身没有太大变化，只是尽量减少和控制液态电解质的含量，以便在性能和安全上找到一个最佳的平衡点。目前，国内的半固态电池在去年已经有公司推出，业内预测未来在2024年到2025年前后，会进入商业运转领域。至于半固态电池迭代到固态电池，相对保守的看法，是给不出确切的时间表。真正要改变的，是材料体系实现质的飞跃，而不仅仅是利用理论来炒作概念。我国目前在关键材料的研发上，是以氧化物电解质为主要方向，欧美方面也是这一思路。而日本和韩国，他们所研发的方向是硫化物。谁能最终跑到最前头，现在还看不出来。也正因为如此，丰田宣称2027年实现量产，确实存在很大的水分。结语：电池技术还有其他类型有人嘲笑丰田孤注一掷，主要是因为固态电池，不是仅有的新电池技术。除此之外，包括我国在内的其他国家，也在大力研发有别于锂电池的钠电池。而且，国内像宁德时代这样的电池巨头，也已经推出钠电池产物了。从更大的类型来看，不光固态电池会是未来的方向，其他类型的电池技术，也有可能获得突破。目前，无论是固态电池还是钠电池，都还处于实验试产阶段。所以说鹿死谁手，尚难预料。参考资料：《固态电池商业化脚步渐近 催生两大材料全新需求》 第一财经 2023年2月22日《我国建成最大规模动力电池产业体系》 经济日报 2023年5月8日《续航1200公里的固态电池好像不错！但丰田不一定能逆袭》 第一财经 2023年7月10日而这对低成本的插电混动方案却是一个难题，特别是在连续长途高速的使用状况下。奇瑞的单挡C-DM混动，在高环上以180公里时速跑过几个小时，没有出现失速。但我还没有看到其它公司用直观的方式证明过这种能力。