固態(tài)電池技術(shù)可以降低電池爆炸的風(fēng)險(xiǎn)，減薄電芯，允許在汽車座椅下安裝體積更小的電池PACK。研究人員還希望將固體電解質(zhì)與鋰金屬陽極配對(duì)，以提高能量密度，使電動(dòng)汽車能夠長距離行駛。這可能有助于消除消費(fèi)者對(duì)中途電量耗盡的擔(dān)憂，從而提振電動(dòng)汽車的銷量。

 

要實(shí)現(xiàn)這一切，需要解決一系列難題。當(dāng)前的固態(tài)原型電池壽命對(duì)于車輛而言還太短，并且導(dǎo)電性差，成本不具競爭性，以及在充電或放電時(shí)會(huì)出現(xiàn)劇烈膨脹和材料收縮的情況。日本鋰離子電池技術(shù)與評(píng)估中心聯(lián)盟（LIBTEC）常務(wù)董事YasuoIshiguro直言，當(dāng)科學(xué)家解決一個(gè)問題時(shí)，通常會(huì)加劇另一個(gè)問題的產(chǎn)生。但問題并沒有阻止企業(yè)的研發(fā)。包括豐田、松下、日產(chǎn)在內(nèi)的25家企業(yè)聯(lián)合起來，在政府9,000萬美元的資助下，正加快研發(fā)固態(tài)電池的進(jìn)度。三星SDI、SKI、現(xiàn)代汽車也正在研究這項(xiàng)技術(shù)。

 

國內(nèi)，青島能源研究所將在兩年內(nèi)把固態(tài)電池裝車，進(jìn)行測試，并在2025年之前考慮商用產(chǎn)品。最大的電池生產(chǎn)商寧德時(shí)代面向新電池的研究中包括固態(tài)電池。

 

“乘用車領(lǐng)域，我們應(yīng)該在21世紀(jì)20年代初期看到固態(tài)電池原型，”戴姆勒電池研究主管AndreasHintennach認(rèn)為。這家汽車制造商上個(gè)月剛訂購了一批到2030年前價(jià)值230億美元的鋰離子電池。

 

大眾汽車公司計(jì)劃最快在2022年與合作伙伴QuantumScape開始試生產(chǎn)固態(tài)電池。

 

然而，考慮到固態(tài)電池應(yīng)用的難度，這些時(shí)間表可能都太樂觀了。“這是一個(gè)殘酷的戰(zhàn)場，至今無人靠近，”CairnEnergyResearchAdvisors總經(jīng)理SamJaffe。

 

BNEF分析師JamesFrith表示，大概到20年代末固態(tài)電池才會(huì)被商業(yè)化。即使到那時(shí)，它們?nèi)匀环浅０嘿F。

 

特斯拉表示，它經(jīng)常與開發(fā)人員交談，并審查固態(tài)電池原型，但尚未看到一種比現(xiàn)有鋰離子電池更好的技術(shù)。“我們已經(jīng)很努力了，”首席技術(shù)官JBStraubel在6月份的年度會(huì)議上指出：“但我們還沒有發(fā)現(xiàn)更佳選擇。”

 

特斯拉供應(yīng)商松下表示，它將繼續(xù)研究固態(tài)技術(shù)，盡管在商業(yè)化成為可能之前還存在“許多障礙”。

 

突破希望在豐田？

 

根據(jù)競爭對(duì)手、學(xué)界和專利數(shù)據(jù)，固態(tài)電池技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破的最大希望在豐田身上。

 

根據(jù)彭博社的TommyShen分析，豐田至少擁有233項(xiàng)關(guān)于固態(tài)電池的專利或申請，幾乎是其直接競爭對(duì)手?jǐn)?shù)量的三倍。該公司計(jì)劃在其電池業(yè)務(wù)上投資1.5萬億日元（約合139億美元）。而且，根據(jù)其去年10月份發(fā)布的年度報(bào)告，它計(jì)劃在21世紀(jì)20年代初將固態(tài)技術(shù)商業(yè)化。

 

在過去十年中，豐田在東富士研究中心部署多達(dá)200名員工，開發(fā)這項(xiàng)技術(shù)。該公司已經(jīng)取得了一定進(jìn)展，例如在數(shù)字鐘表、兩輪摩托車和傳送帶中使用固態(tài)電池提供動(dòng)力。隨后豐田將在其單座低速汽車COMS的改裝版本中測試了該技術(shù)。

 

福特Miller表示，隨著許多電動(dòng)車電池制造商專注于提升產(chǎn)量和降低成本，豐田的主要挑戰(zhàn)反而是來自于美國的新創(chuàng)公司。這也是大眾汽車去年投資1億美元來增持QuantumScape股份的原因之一。雙方合作目標(biāo)是使QuantumScape正在開發(fā)中的全固態(tài)電池在2025年前實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)化。

 

雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟則資助了位于馬塞諸州的IonicMaterialsInc.。寶馬在2017年12月份與總部位于科羅拉多州的電池公司SolidPower建立了合作伙伴關(guān)系。后者首席執(zhí)行官DougCampbell表示，他相信固態(tài)技術(shù)在汽車領(lǐng)域具有商業(yè)可行性。只不過還需要再過5到10年。