固态电池应用实现突破、丰田明年将推原型车

据报道，丰田希望成为全球首家量产搭载固态电池汽车的厂商，将于明年推出原型车，在2021-2030这个十年的初期开始面向市场销售。据称，丰田目前正在开发的固态电池汽车，在同等条件下的续航里程是传统锂离子电池的超过两倍，即便对于最紧凑的车型来说，也不需要多布局电池而牺牲内部空间。对于搭载固态电池的汽车来说，充满电只需要大约10分钟，相比于传统电动汽车缩减了至少三分之二。

如果丰田的这一新型电池大规模投入使用，那么不仅是电动汽车行业，整个汽车业都将迎来颠覆性变化。固态电池被认为是未来最适合电动汽车的动力电池。

固态锂电池与传统锂电池最大的不同在于电解质

传统锂电池采用隔膜+电解液中间含有液态物质，而固态电池则使用固体电解质。相比传统锂电池，固态锂电池的安全性更好，能量密度更高。

目前已经在使用或接近商用的固态电池的电解质有：聚合物、硫化物和氧化物三种，其中氧化物电解质性能最优

氧化物电解质的稳定性好，循环寿命长（可达1000次以上），能量密度较高，倍率性能较好，同时成本较低。主要缺陷是界面接触问题尚未完美解决。氧化物电解质比较适合动力电池，如今国内企业大部分选择了金属氧化物动力电池，其制造工艺和改性水平也在稳步提升。

固态电池在安全性和便利性上优势明显

理论上固态电池量产成本可以与液态电池相媲美

氧化物固态电池电解质物料价格低廉且电芯易组装，封装成本低。只要解决氧化物电解质大规模量产的技术问题，固态电池的量产成本或可以与液态电池相媲美。

三星固态电池最新科研成果发布，全固态电池性能出现重大突破。2020 年 3 月初，三星高等研究院（SAIT）与三星日本研究中心（SRJ）在《自然-能源》（Nature Energy）杂志上发表《High-energy long-cycling all-solid-state lithium metal batteries enabled by silver–carbon composite anodes》，介绍了其在固态电池领域的最新进展，银碳基全固态电池能够实现 900Wh/L 高能量密度、1000 圈以上长循环寿命及 99.8%极高库伦效率（充放电效率），电池一次充电后可驱动汽车行驶 800 公里。

电池结构如下：

（1） 正极：高镍三元材料 LiNi0.9Co0.05Mn0.05O2（NMC）

（2） 正极涂层：5nm 厚的 Li2O-ZrO2（LZO）

（3） 固态电解质：argyrodite 型（Li6PS5Cl）硫化物电解质

（4） 负极：5-10μm 的超薄银碳负极

（5） 集流器：铝箔、不锈钢（SUS）箔集流器

（6） 无隔膜和液态电解质

依据锂电池技术发展路线进行四类电池对比。

两种液态锂离子电池：LIB（石墨负极）、LIB（硅碳负极）。

两种固态电池：基于石墨负极的硫化物ASSB（简称 SLIB）、基于锂负极的硫化物 ASSB（简称 SLMB）。