本文来自微信公众号：差评 （ID：chaping321），撰文：致命空枪，编辑：脖子右拧，题图来自：视觉中国


丰田这个车企，有时候真是让人摸不着头脑。


年初那会，当时还是丰田社长的丰田章男还在吐槽，说电动车不是汽车产业的唯一出路，大部分电车厂家其实都是被逼无奈才做的电动车，都在做沉默的大多数！


可在他卸任社长以后没多久，丰田就非常高调地对外公布了自己在电车核心技术上的最新进展……


老社长的脸就不是脸了吗，啪啪打得脖子哥在杭州都听见了。


但该说不说，丰田这次宣称的技术进步确实很大。


上周二，丰田的碳中和研发中心总裁 Keiji Kaita 在接受金融时报采访的时候表示，丰田现在已经解决了一些和固态电池耐用性有关的技术和材料问题。而且，10 分钟就能给它充进去 1200 公里的续航。



而他们的目标，是把现在固态电池的尺寸、重量和成本都减半，预期在 2027 年推出搭载固态电池的量产车型。


这又是目标又是预期的，怎么贾里贾气的。


咱就假定他说的是真的，那这可能就是我们离固态电池最近的一次了。


众所周知，固态电池在动力电池里的地位，就像 NBA 球员都把乔丹当成目标差不多。大家都知道牛X，但是因为各种无可奈何的原因，又显得那么遥不可及。


当年大众汽车电芯中心负责人弗兰克 · 布洛梅，甚至将它夸成了锂离子电池的“最终篇章”，并表示在可控核聚变实现以前，固态电池就是最合适的民用能源解决方案。


有点夸张，但不多。


所以同样都是电池，为啥固态电池就能比我们常见的电解液电池牛X这么多呢？


这就和这玩意的基础结构有关了。


正负极、电解质（电解液和隔膜），是组成液态锂离子电池的 “ 三大件 ” 。锂离子在电解液里，从正极穿过隔膜游向负极，就是充电，反之就是放电。



固态电池顾名思义，就是把液态的电解质换成固态。一般会用到的材料有硫化物、聚合物和氧化物等，电池的负极也可以换成锂金属。总之就是，纯固态，干巴巴。


这样设计最大的好处，就是能把电池的能量密度拉得贼高。


因为固体的密度远高于液体，所以固态电池的能量密度最少也是液态锂离子电池的两倍以上。举个例子，目前最牛X的三元锂电池：宁德时代麒麟电池的能量密度为 255 Wh/kg ，固态电池则能轻松做到 500 Wh/kg 。


同时，由于固态电池中的金属锂可以直接当负极，不仅比传统的石墨负极性能更好，还不需要隔膜等结构，也就是能把电池做得更轻更薄。


更离谱的是，固态电池的稳定性也比液态锂电池高好几个数量级。


液态锂电池用久了以后，内部就很容易出现锂枝晶。它们好比是负极慢慢长出的一根针，随着时间推移会不断变长。长到把电解质的隔膜刺破，电池就出现短路。



一旦因为外力造成电池包损伤，在短路和高温的影响下就很容易出现温度失控，最终导致电池冒烟、起火甚至是爆炸。


而固态电池的电解质，都是些聚合物、氧化物、硫化物，耐高温、耐腐蚀，不容易挥发，基本没有自燃的风险。即便真的外力穿透刺破了，也大概率不会出现快速自燃和爆炸的情况。


所以总的来说，固态电池就是一个六边形战士。不仅能量密度高，还不容易着火，不仅轻，还能做得薄，纯纯吊打现在的任何液态锂离子电池。


而丰田公布的这个消息就相当于告诉人们，这个之前只存在于神话里的狠角色，就要被我们搞出来了！


然而很搞笑的是，大家对这件事的反应大都是这样的：固态电池搞出来了？牛X！哦丰田啊，那没事了。


因为用固态电池来给大家画大饼，已经能称得上是丰田的祖传艺能了。而且这一画，就是小十年。


2016 年，当时的丰田和东京工业大学、日本高能加速器研究组织还有几个科学家一起发了篇论文，名为《使用硫化物超离子导体的高功率全固态电池》。



里头说到他们“成功设计和试验了新型高功率全固态电池，取得了可喜的成果……但在商业化之前还需要进一步开发。 ”也就是实验室里验证了可行，但要落地还不好说。


然而就在第二年也就是 2017 年，丰田就表示他们已经处于“制造采用固体电解质的电动汽车电池的‘生产工程’阶段”了。并且 2022 年就能看见用上固态电池的丰田新车。



这是拿到智子了么，这么快就把量产的问题解决啦？


2019 年，丰田的高管在采访中表示，他们将在东京奥运会上推出一台使用全固态电池的车型。


而当东京奥运会宣布推迟举办以后，这台车也跟着推迟发布了。丰田也在当时表示，自己正在和松下一起钻研全固态电池车型，预计2025 年能量产落地。



不是，咋就直接跳了三年的票了？


而在 2021 年东京奥运会开幕的时候，丰田倒还真就拿出了一台搭载全固态电池且能跑的车。只不过这玩意不是量产版本，而是台路试原型车，作用是“收集数据”。


讲道理，都有原型车验证了，商业化落地岂不是不远了？可惜，丰田不咋讲道理。去年，丰田表示商用化的落地还是 2025 年，只不过车型会从纯电变成混动，电池小点，难度也低点。



要真能落地，混动就混动吧。


可是在今年六月份，丰田又变卦了。说固态电池的量产得推到2027 年，而这还是个可能的、最早的时间。最迟嘛……别问，问就是只有最早。



也是因为他们一直跳票，所以在看见他们又在说自己有啥技术突破的时候，大家的第一反应都是“没完了是吧！”但看着 10 分钟充 1200 公里这种非常具体的数据，我又有一丝考虑，会不会这回丰田真就搞了个大动作呢？


然而一个之前在动力电池领域工作过的工程师朋友 B 告诉我，丰田这回在他眼里，“还是在瞎扯呢。”


在 B 看来，丰田这次公布的消息里最大的 bug ，就是这个 10 分钟充 1200 公里的超级快充。


“现在固态电池最大的技术难点，是电导率特别低，电导率一低锂离子就没法高效的传导。最直接的结果，就是没法做快充。”



而根据丰田的说法，他们在 10 分钟就能充 1200 公里的续航。按每百公里电耗 15 度来算，总共需要 180 度电。10 分钟充 180 度，那么充电的功率就是 1080 kW。


啥概念，理想刚发布的 4C 充电桩功率也只有 480 kW，这还是用上了 800V 高压快充平台的数据。而丰田却在固态电池快充天生劣势的基础上，给它用上超超超级高压快充。


“简直太违反物理常识了。”说到这， B 激动地拍起了桌子。


此外，虽然丰田声称可以把固态电池的成本砍到原先的一半，但想要达成这个目标，“现在看几乎没有可能。”



原因呢有两个，一是材料贵。固态电解质里含有的锆、锗都是稀有的金属元素，价格本身就高。而因为需要用存量少、加工难的高活性材料——比如铜锂复合带——做电池的正负极，电池整体的价格就直接起飞了。


二是工艺贵，和固态电池生产有关的，包括质量控制、封装工艺甚至是生产设备的成本都会比电解液电池要高上不少。


这俩因素一叠加，直接让固态电池的成本来到了电解液电池的 4 倍还多。


宁德时代的 BOSS 曾毓群曾经就说过：“固态电池有很多科学及技术的基础问题尚未解决，我们公司深耕 10 多年，仍然认为难以形成有技术可行性和市场竞争力的产品。”


意思就是，固态电池这玩意，又难，又贵，不好搞。商业化什么的，更是难上加难。


关于固态电池的商业化，一名新能源领域的专业人士在知乎平台上是这么说的：


现阶段，（固态电池的）三大方向，聚合物，氧化物，硫化物都有各自优缺点，最终还是要实验室里能够拿出来一个综合化考量，各方面都能达到要求的样品，然后通过样品小批量实验室测试，中等批量产线试产来逐渐完善其工艺，使其成熟到方方面面可控，才能最后投放到市场。这中间的环节，预计都是 5~10 年起的。


 “市场占有率全球第一的宁王现在都搞不定，你要人怎么相信自己造不出电池的丰田能搞定呢？”B 如是说。


在我看来，丰田之所以每年都拿它出来说事，大概率也就是为了吊着大家的胃口，让人们不至于对丰田的电动化完全没有盼头。


毕竟，宣布这类消息别的用处不多，对提升股价还是蛮有用的。




但转念一想，成本的降低说到底就是个时间问题，比如近期我们中科大的马聘教授就在 Nature 的子刊上发了一篇论文，说采用氯化物固态电解质的固态电池，就可以大幅降低成本。


而其在快充上的劣势，其实通过换电模式就能很轻松的解决：充得慢就慢呗，换得快就行了。所以这波啊，这波又是蔚来赢麻了？


图片资料来源

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