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不自燃、续航不焦虑的电池离我们还有多远？(2/2)

电脑迷 2022-04-01 11:10:13IT问答

而容量方面，得益于固态电池稳定的结构，其能量密度能突破普通锂离子电池 300Wh/kg~400Wh/kg 的天花板限制 —— 都说如今的锂离子电池能量密度的天花板实际是安全性与堆料性能不断博弈的结果 —— 例如三元锂电池的正极（阴极）材料，就是利用了镍的比能量高特性，才提升了锂电池的能量密度，但镍的含量高了，电池就越不稳定 —— 如果安全问题「解决」了，那么即使材料不变，镍的含量可以进一步提升，而其它起稳定作用的元素则可以降低（如「钴」），这样的电池密度就再进一步提升。

（摘自：许晓雄的《全固态锂电池技术的研究现状与展望》）

以上两点对于电池动力的汽车而言，都是利好的痛点改进 —— 一来提升电动汽车的安全性，二来大幅度提升电动汽车的续航能力和充电速度。

不自燃、续航不焦虑的电池离我们还有多远？(2/2)

▲ 传统锂电池组封装方式（左）与固态电池组封装方式（右）

此外，还有重要的一点，就是动力电池组的封装问题，传统液态锂电池组，一般是先生产出多个小电芯，再通过并联 + 串联的方式组合成更大电池组的，而电芯之间还需要有冷却系统的布置，整个电池组本身的电芯的占比还不够高；而固态电池，可以直接串联堆叠封装而无需冷却系统的布置，这样一来，相同空间内的电池组空间进一步压缩，电芯占比提升，封装的电池组容量也就再进一步提升了。

它离我们多远？

最近有消息称保时捷正研发的电动版 911 跑车将搭载固态电池，而这款固态电池将与 QuantumScape 共同合作开发；宝马的首款固态电池车型或许最快于 2025 年上市；日产的首款固态电池计划于 2029 年 3 月前推出。

不自燃、续航不焦虑的电池离我们还有多远？(2/2)

而蔚来其实早在去年的 ET7 发布会上，就透露其第一款电动轿车 ET7 将会有搭载 150kWh （半）固态电池的超长续航电池包版本推出，最近的 ET7 终于开启交付了，但这一版本却仍未见踪影，也没有报价。

不过在最近的中国电动汽车百人会论坛上，这款电池的供应商「卫蓝新能源」透露，用于这款车型的（半）固态电池将会在今年底、明年上半年正式量产交付，其能量密度可以来到 360Wh/kg 的水平，能换来 1000 公里的超长续航里程 —— 除了蔚来，卫蓝新能源近期还获得小米（小米长江产业基金）、华为（哈勃投资）等企业的进一步投资；而 SK、宁德时代、赣锋锂电等电池厂也开始加速固态电池的布局，可见已经有不少科技公司瞄准了固态电池的发展。

不自燃、续航不焦虑的电池离我们还有多远？(2/2)

▲ 卫蓝新能源 30Ah 固态电池电芯样品

但值得注意的是，包括卫蓝新能源在内，近期即将量产的固态电池实际上只是混合固态电池（根据液体含量不同俗称半固态电池、准固态电池等），要实现真正的无液全固态电池，还需要一段时间来解决摆在面前的各种问题。

做全固态电池为什么那么难，这就不得不说到固态电解质对比起液态电解质的缺点了 —— 首先是锂离子的通过率较低，它决定了电池内部阴阳极之间锂离子的通畅性，前面提到的氧化物、硫化物、聚合物三种电解质类型里，数硫化物类电解质的通过率最高，但它的稳定性较弱，且成本较高；第二个问题出在固态材料的接触程度远低于液态材料，接触面积小了，界面阻抗也就越高，锂离子的通畅性再度受阻 —— 这都限制了材料能量的释放。