硬核科技论｜什么电池充10分钟能跑1200公里？

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　　出品 | 搜狐汽车·视车学院

　　

　　前几天，一直宣称氢燃料电池才是新能源最终归宿、不屑于纯电动车的丰田，突然宣布在固态电池方面取得重大突破，会在2027年推出配备先进固态电池的电动汽车。丰田电池专家的原话是，“对于我们的液态和固态电池，我们的目标是彻底改变目前电池太大、太重、太贵的状况，就潜力而言，我们的目标是将所有这些因素减半。”

　　

　　时间再往前倒半个月，丰田举行以“改变汽车未来”为主题的技术说明会，公布了一些概念和技术的开发情况和细节，同时强调了“全方位电动化”的战略，计划在2030年前总共推出30款纯电动车，全固态电池“上车”的时间是2025年实现小规模量产，并挑战于2027~2028年投入实际应用，并且丰田相信现在可以制造出续航里程为1200公里的固态电池，充电时间为10分钟或者更短，同时简化电池材料的生产流程将降低其下一代技术的成本。

　　

　　那固态电池到底有什么好，能让至整个电动行业都为之痴迷。固态锂电池是一种利用固态电解质代替液态电解质的锂电池，和液态锂电池相比，能量密度更高，可以达到500甚至600Wh/kg，是液态锂电池的两倍以上，这意味着可以大幅提升续航里程；没有液态电解质的泄漏、燃烧、爆炸等风险，也不会因为温度变化而影响性能；充放电可以达到上万次，使用寿命不用担心了；最关键的是充电时间更短，可以在10分钟内充满。

　　

　　尽管现在的固态电池存在一些发展上的阻碍，比如制造工艺复杂，技术难度大，标准不统一，良品率低、成本高，无法规模化生产，正因为固态电池的大好前景，国内外都在争先攻坚，在全球顶刊上发表的与固态电池技术相关的论文正在飞速增长，截至2022年，中国在全固态锂电池技术论文发表数量方面全球居首。

　　

　　中国科学技术大学马骋教授团队经过多年的研究，发现了一种新型的固态电解质：氧氯化锆锂，综合性能与目前最先进的硫化物、氯化物固态电解质相当。它的室温离子电导率高达 2.42 毫西门子每厘米，超过了应用所需要的 1 毫西门子每厘米，并且在目前报道的各类固态电解质中位居前列。与此同时，它良好的可变形性使材料在 300 兆帕压力下能达到 94.2% 致密，优于以易变形性著称的硫化物、氯化物固态电解质 ，它们在同等压力下不足 90% 致密。

　　

　　更重要的是，其原材料成本仅为 7 美元每公斤，远低于目前最具成本优势的固态电解质氯化锆锂的10.78 美元每公斤。另外，实验证明，由氧氯化锆锂和高镍三元正极组成的全固态锂电池展示了极为优异的性能：在 12 分钟快速充电的条件下，该电池仍然成功地在室温稳定循环 2000 圈以上。

　　

　　研究人员介绍，氧氯化锆锂是一种具有巨大潜力和应用价值的固态电解质材料，能够以极低的成本实现与目前最先进的固态电解质相近甚至超越的性能，有益于固态电池技术的商业化，这一成果已经在国际权威期刊《自然·通讯》上发表，感兴趣的朋友可以去查阅一下。

　　全固态电池技术优点很多，不过目前仍然面临着很多挑战，过去十年中每天都有电池科技重大突破，但能产业化的不到千分之一，固态电池是我们值得去追求的目标。这个目标不是短期的，可以看作是面向未来的一个新目标。

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