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在電動汽車的發展進程中,續航問題一直是制約其普及的關鍵痛點,而全固態電池技術的出現,讓人們看到了突破這一瓶頸的希望。
全固態電池,是採用固態電解質的鋰離子電池,與傳統液態電解質電池相比,有著本質的區別。傳統電池的鋰離子在液體電解質中穿梭實現充放電,而全固態電池則是在固態電解質中完成這一過程 。
從研發歷程來看,全固態電池的探索並非一帆風順。早在上世紀中葉,固態電解質材料就已出現,但早期面臨內阻高、能量密度低等難題。隨著科研人員不斷鑽研,陸續開發出聚合物、硫化物和氧化物等具有潛力的固態電解質材料 。比如日本豐田公司從20世紀90年代開始研發,2010年推出硫化物固態電池,在該領域技術成熟且專利布局廣泛 。2024年,重慶太藍新能源成功研發出符合車規標準的全固態鋰金屬電池,單體容量達120Ah,能量密度高達720Wh/Kg,刷新全球紀錄。
在解決電動車續航問題上,全固態電池優勢顯著。能量密度方面,當前實驗室條件下的固態電池能量密度可達400Wh/kg,理論上甚至能達到900Wh/kg,遠超傳統液態電池難以突破的300Wh/kg上限 。這意味著相同體積或重量的電池,全固態電池能儲存更多電能,從而大幅提升續航里程。充電速度也更快,理論上至少比傳統電池快一倍。豐田曾宣傳其固態電池充電十分鐘,續航可達一千兩百公里 。
不過,全固態電池距離大規模應用仍有挑戰。技術上,固態電解質與電極材料之間的“固固介面”問題突出,包括物理接觸不足、壓力敏感性、化學穩定性等難題,制約著電池的迴圈壽命和性能 。成本方面,目前也居高不下,大規模量產和工藝優化後,成本有望降低。
展望未來,若這些問題得以解決,全固態電池將重塑電動汽車格局,徹底消除續航焦慮,推動電動汽車產業邁向新高度,讓綠色出行變得更加便捷、高效。