[汽車之家 新鮮技術(shù)解讀]  電池技術(shù)一直以來都是當(dāng)下很多消費品進行下一步迭代的關(guān)鍵，它直接掐住了產(chǎn)品在續(xù)航以及便攜能力上的脈門,，它任何一小步的推進，都是消費產(chǎn)品一大步的提升,。當(dāng)然其對于汽車而言也是無比關(guān)鍵的,，在向電氣化轉(zhuǎn)型的過程中，新能源汽車的動力電池能否得到質(zhì)變提升,，將直接影響汽車在下一個十年的發(fā)展節(jié)奏,。

　　此前，豐田官方就曾提到過在所有新形態(tài)的電池技術(shù)中,，固態(tài)電池是被認(rèn)為是最接近量產(chǎn)化的產(chǎn)品,，其高能量密度、高電壓甚至可彎曲的特性,，相比傳統(tǒng)動力電池實現(xiàn)跨步,。那時至今日，固態(tài)電池究竟發(fā)展到了什么地步,，它距離量產(chǎn)狀態(tài)還有多遠,？本文我們將分多個方面和您分享一些信息。

● 固態(tài)電池的技術(shù)路線

　　固態(tài)電池目前擁有很多的技術(shù)體系,，包括硫化物,、氧化物、薄膜以及固態(tài)聚合物,。在早期固態(tài)電池技術(shù)的推進中,，薄膜和固態(tài)聚合物技術(shù)是主要的走向，在過去幾年中,，博世以及戴森等公司都在不斷加大在這兩項固態(tài)電池技術(shù)上的投資,，但這兩家公司的做法都是通過收購來實現(xiàn)在電池技術(shù)上的追趕。

　　但薄膜和固態(tài)聚合物技術(shù)有“高成本”和“低導(dǎo)電率”兩個致命問題,，例如薄膜技術(shù)無法在室溫（25°左右）條件下實現(xiàn)高導(dǎo)電率,，所以需要不斷的去加熱并維持在60°才能保證擁有高效的導(dǎo)電率。所以在很多早期的固態(tài)電池試產(chǎn)車上,，電池因為依賴不斷加熱,，造成自我電量損耗，其實本身也無法發(fā)揮出其它的優(yōu)勢,。

　　而豐田一直是專注于硫化物固態(tài)電池技術(shù)的開發(fā),，但硫化物本身活性很高,，在生產(chǎn)和使用中一旦與水接觸，就會產(chǎn)生硫化氫,。硫化氫為易燃�,；�品，與空氣混合能形成爆炸性混合物,，遇明火,、高熱能引起燃燒爆炸。所以硫化物固態(tài)電池技術(shù)路線雖然在生產(chǎn)成本上要相比薄膜技術(shù)更低一些,，但如果保證從制造端到應(yīng)用端足夠高的安全性是更高的門檻,，其實也屬于從另外一個角度增加了開發(fā)成本。

　　最后一個氧化物技術(shù)路線也有自己的缺點,，氧化物本身很穩(wěn)定導(dǎo)致“脆性”很高,，對生產(chǎn)的要求也就更高，同時導(dǎo)電性也并不具備優(yōu)勢,，但從廣義上講,，相比于其它三條路線，克服生產(chǎn)難度要比克服成本和安全性要更簡單一些,，所以我們這期文章里也是通過對話了一家目前已經(jīng)接近市場化的固態(tài)電池技術(shù)商,，來了解陶瓷氧化物固態(tài)電池的一些技術(shù)優(yōu)勢和與傳統(tǒng)動力電池的差異。

　　在2019 CES展會上,，我們約訪了輝能科技公司（下文簡稱：PLG）,，其是一家專門研發(fā)鋰電池技術(shù)的供應(yīng)商，自2006年創(chuàng)辦后,，用了8年的時間攻克了陶瓷氧化物技術(shù),，同時固態(tài)電池技術(shù)也是目前該公司最核心的研發(fā)項目，該技術(shù)全稱為：LCB固態(tài)鋰陶瓷電池,，其技術(shù)特點是：高能量密度以及高電壓,，針對目前純電動汽車的發(fā)展應(yīng)用，這兩大特性無疑是非常關(guān)鍵的,。

● 能量密度是先天優(yōu)勢,，那高電壓如何實現(xiàn)？

　　傳統(tǒng)動力電池由于單體電池內(nèi)部使用液態(tài)電解液,，并且承載電壓超過5V后可能會出現(xiàn)易分解甚至爆炸的情況,，所以只能實現(xiàn)外部串聯(lián)而無法進行內(nèi)部串聯(lián)。但固態(tài)電池就擁有這樣的先天優(yōu)勢,。固態(tài)鋰陶瓷電池能夠在電池內(nèi)部就首先形成串聯(lián),，使單顆電池芯的額定電壓可從7.4V，最大串聯(lián)疊加至高達60V,，在單體電池電壓上就要遠高于傳統(tǒng)動力電池,。

　　在實現(xiàn)內(nèi)部串聯(lián)的高電壓支持后,，固態(tài)電池也能夠?qū)崿F(xiàn)雙極電池技術(shù)，這同樣也是傳統(tǒng)動力電池?zé)o法實現(xiàn),。當(dāng)單體電池在堆疊串聯(lián)后加入上下兩層導(dǎo)電材料，實現(xiàn)雙向正負極的連接,，然后再次與橫向的另外一個電池包進行串聯(lián),，最高可以實現(xiàn)4×6達到24個單體電池雙向正負極對接的串聯(lián)技術(shù)，電壓也將由此再次疊加提高,，組成一個完整的單體電池組,。

　　最終6片24個串聯(lián)的電池組疊加后，加入鋁外殼包裝,，形成一個單體的固態(tài)電池包（Cell）,，容量能夠達到20kWh以上，其單個固態(tài)電池組系統(tǒng)能量密度能夠達到255Wh/kg,，而2020年這一數(shù)據(jù)會提高到270Wh/kg,，這個系統(tǒng)能量密度是什么概念？可以對比一下2018年中國新能源車輛補貼政策,。

『目前國內(nèi)電動車動力電池系統(tǒng)能量密度還維持在140wh/kg左右』

　　理論上,，在密度和電壓雙增加的同時，BMS電控系統(tǒng)應(yīng)該更加復(fù)雜才對,，但實際上固態(tài)電池在管理系統(tǒng)上也被得到了簡化,，這再一次為最終封包整組的電池降低了重量和體積，這也是系統(tǒng)能量密度更高的原因之一,。