我們一直等待著一種新型的電池，它們擁有完美的特性，不僅很快會出現(xiàn)在我們的生活當(dāng)中，并有可能真正改變這個世界。“全固態(tài)電池”，就曾經(jīng)成為了全球鋰電產(chǎn)業(yè)科研的希望之光。
所謂“全固態(tài)電池”，是一種使用固體電極和固體電解液的電池，相較于液體電解質(zhì)電池有著諸多優(yōu)勢。
固態(tài)電池一般功率密度較低，能量密度較高。由于固態(tài)電池的功率重量比較高，所以它是電動汽車很理想的電池。美國勒克斯研究(Lux Research)公司發(fā)布報(bào)告稱，2030年固態(tài)電池技術(shù)將代替鋰離子電池技術(shù)，成為電動汽車電池領(lǐng)域的主流。勒克斯公司報(bào)告同時認(rèn)為，電子消費(fèi)產(chǎn)品領(lǐng)域的電池研發(fā)對下一代動力電池技術(shù)的進(jìn)步作用更大。消費(fèi)者對體積小、密度大、充電快的電池需求是最大的推力。
全固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)及美好前景顯而易見，國外如豐田公司等大型企業(yè)激情投入，而且進(jìn)展飛快，相比較而言，我國全固態(tài)電池研發(fā)卻是囧態(tài)頻現(xiàn)，如何能保證在未來全固態(tài)電池的大餐中分得一杯羹，值得業(yè)界深思并為之努力。
實(shí)際上，在全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程中，其實(shí)是“前路多有早行人”。全固態(tài)電池研發(fā)應(yīng)用的企業(yè)中，日本豐田公司應(yīng)是翹楚。據(jù)美國汽車新聞報(bào)道，豐田近日透露，將計(jì)劃在2020年實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的商用化。這家汽車公司在2010年就推出了更安全、壽命更長、功率輸出更優(yōu)的全固態(tài)電池模型，希望它能在未來取代鋰電池。“桀驁不馴”的豐田從來都對鋰電池不甚恭維。
全固態(tài)電池脫胎于鋰離子技術(shù)，但與鋰電池相比體積小、能源密度高，使用的是更緊湊和更穩(wěn)定的固態(tài)電解質(zhì)，不易燃燒。而且耐高溫、壽命長，電池負(fù)極采用的是比鋰離子更便宜的金屬稀土。
目前市場上的插電式混合動力汽車(PHEV)和純電動車(EV)使用的都是鋰電池。盡管豐田從1997年推出第一代普銳斯起，就一直采用鎳氫充電電池。但它最新的插電式混合動力普銳斯和RAV4 純電動汽車搭載的都是鋰離子電池。
鋰電池的最大瓶頸是：它使用的是有機(jī)電解液，在過度充電或過度放電之后容易導(dǎo)致電解液發(fā)熱，從而誘發(fā)電池自燃或爆炸。而且在完全充電或放電之后，需要一個冷卻裝置將電池的溫度降到一定范圍之內(nèi)，從而防止熱量聚集，以延長電池壽命。純電動汽車自面世以就因其行駛里程短而飽受詬病，究其原因是鋰電池的輸出功率不佳，因?yàn)殇囯姵氐哪茉疵芏戎挥幸幌淦偷奈宸种弧?/p>
豐田之所以孤注一擲選擇固態(tài)電池，正是因?yàn)槠鋬?yōu)勢在于穩(wěn)定和高效。豐田研發(fā)的全固態(tài)電池模型采用了四組正負(fù)極層、固態(tài)電解質(zhì)層;電池的平均電壓是14.4V；并且能在100度的高溫環(huán)境下使用，而鋰電池的液態(tài)電解質(zhì)容易在高溫下沸騰。如果電池處于穩(wěn)定狀態(tài)，固態(tài)狀的鋰的傳導(dǎo)率比液體電解液高，從理論上說擁有更高效的功率輸出。
值得期待的是，我們總是會很頻繁的在媒體上看到電池技術(shù)領(lǐng)域里的最新研究成果。雖然這些新技術(shù)可能暫時還無法實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，但在研究人員的不懈努力之下，技術(shù)突破和商業(yè)應(yīng)用之間的距離正在逐漸縮小。等待著，總有那么一天!
