面對“前任” 之一豐田的隔空喊話，大刀闊斧在澳洲建GW級三元鋰電池工廠的特斯拉不知此刻心里是什么滋味兒。@Tesla
上周，豐田發布消息，計劃于21世紀20年代早期實現全固態電池商業化。全固態電池的推廣，將取代目前鋰離子電池廣泛采用的液態電解質技術。而此前據日本媒體報道，配備了全固態電池的豐田電動汽車最早將于2022年在日本上市，屆時，完成一次充電過程的時間將縮短至幾分鐘。
2010年初，豐田出資5000萬美元收購特斯拉3%股份，隨后于2014年出售了其中部分股份。截至今年5月底，豐田已經出清所持特斯拉全部股份，標志著豐田和特斯拉的七年合作關系正式畫上了句號。
豐田的發言人稱，在所有這些新興的電池技術中，固態電池最有希望實踐應用于電動汽車。
豐田的全固態儲能電池，對當下主流的三元鋰離子電池無疑是一種宣戰。也是豐田與特斯拉因車輛設計問題產生不合，未能熬過七年之癢，“戀情”告吹之后，豐田在這一領域宣布的首個突破性計劃。
圖片來自www.automobilesreview.com
固態電池是什么？
其實，固態電池對豐田來說并不是新鮮內容。自2010年起，豐田一直在固態電池領域默默探索。近日，豐田于去年12月向美國專利局提交的固態電池專利終于獲批，博得了各大版面的頭條。
東京工業大學教授Ryoji Kanno對Wall Street Journal表示，通過采用固態電池，“有希望提高電力輸出和縮短充電時間”。此前，Kanno教授曾帶領一支包括豐田科學家在內的團隊發現了這種“玻璃樣”固態電解質的制造材料。
據美國專利局公示的豐田固態電池專利申請內容，豐田研發的固態電池的電解質層由硫化固態電解質材料構成，其中包含鋰、磷、硫和碘元素，電極活性材料層則添加了特殊的磷酸酯，改善了電池的熱穩定性。
圖片為固態電解質原理圖，與豐田固態電池無直接關系。來自江蘇大學汽車工程研究院
固態電池好在哪兒？
目前，特斯拉等主流電動車廠商以采用的三元鋰離子電池以采用液態電解質為主。受制于液態鋰電池的特性，電動汽車即使在快充模式下充滿電也需要20-30分鐘，續航里程卻僅有300-400公里。而對比三元鋰電池，固態電池安全不易燃易爆、單位能量密度高、相同容量質量輕、充電快、受溫度影響小、單位成本低等優勢，更適合電動車的未來發展。
首先，在安全方面，由于液態電解質中含有易燃的有機溶液，發生短路溫度驟升時很容易發生燃燒和爆炸，因此需要安裝抗溫升和防短路的安全裝置結構，而采用固態電池則可以免去這些麻煩。
在單位能量密度方面，目前松下的鋰電池能量密度為200-400瓦時/升，豐田的鋰電池能量密度為400瓦時/升。而如果采用固態電池技術，因為在結構設計上不需要考慮易燃風險，相同空間可以塞進更多電池，能量密度將有可能提高至600-800瓦時/升，幾乎翻了一番。
圖片來自Wall Street Journal
相比液態電池，相同容量的電池組，固態電池相對更輕。比如特斯拉-松下生產的85kWh三元鋰電池組質量達到900kg，而固態電池創業公司Seeo Inc生產的相同容量電池組的質量卻只有323kg，接近前者的三分之一。
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