据《日经亚洲》周四报道，丰田汽车希望成为第一家推出带有固态电池的电动汽车的汽车制造商，目标是在明年推出原型车之前，于明年推出原型车。
该汽车制造商预计，使用固态电池供电的电动汽车的行驶里程将是目前使用锂离子电池化学物质的两倍，并且能够在短短10分钟内充满电。与固态电池有关的1,000项专利。
丰田似乎比其他日本汽车制造商遥遥领先（报告称，日产在2028年之前不进行固态电池的实际测试），该国的汽车供应商似乎正在加紧生产。
报告称，三井矿业公司（Mitsui?Mining?and?Smelting）（也称为三井金祖）将建立一个试点设施，以生产固态电池电解液。该报告称，该工厂位于日本ita玉县现有的研发中心，将从明年开始能够生产“数十吨”固体电解质，足以满足对原型的需求。
该报告中讨论的时间表比今年夏天丰田高管提出的建议要高。丰田动力总成部门执行副总裁Keiji?Kaita在7月接受《汽车新闻》访时表示，固态电池的***生产将于2025年开始。
该报告还暗示，固态电池可以具有大大提高的能量密度。这与三星今年早些时候发表的声明相呼应，暗示三星的固态技术可以使能量密度翻倍。
固态电池已成为电池制造商中的一种趋势。苹果iPhone制造商富士康正在研究到2024年面世的电动汽车固态电池，而大众支持的QuantumScape（前特斯拉首席技术官JB?Straubel担任董事会成员）最近表示，其电池技术可能正在接近于部署在电动汽车中。
但是，特斯拉本身认为固态技术还有很长的路要走。该公司正在寻找其他技术来实现更高的能量密度，更长的使用寿命和更低的制造成本。
国内方面，有新闻报道的投资固态电池企业的有一汽、北汽和上汽。几乎所有有实力的电池企业都在研发固态电池，初创固态电池企业则是孤注一掷。当然有些主机厂提前布局，则是希望重新夺回话语权；也有企业对固态电池的短期内的发展存在顾虑，在未有完善的产品前，仍以观望为主。
某业内人士在分析此类现象时表示，车企对固态电池企业投资热情大，一是看好这一技术的前景，二是避免重蹈液态电池的覆辙，“避免再有一家独大的电池企业，削弱车企话语权。”用该人士的话说，这次车企要提前进场。
无论如何，固态电池是被学界与业界同时认定的下一代动力电池的主流路线。锂电池的发展，困难重重，中间历经波折，在锂离子电池阶段出现了大繁荣。但锂电池发展的下一段路程还是要回到金属锂电池的路线，来到固态电池的跑道，你看好哪一家车企呢？
本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。
电动汽车对动力电池的要求有哪些
众多周知，传统燃油汽车有三大件，即发动机、变速箱、底盘，这几个核心部件决定了一辆汽车的性能和质量。无独有偶，如今的纯电动车也有所谓的三大件，它们是动力电池、电驱系统、电控系统，
其中动力电池无疑是消费者最关注的零部件，毕竟动力电池的质量、安全、性能以及可靠性，都直接关系到纯电动车的使用体验。特别是今年以来频频发生的电动车自燃，更是让动力电池成为自燃讨论的焦点。
当然，近几年纯电动汽车的市场占有率和用户接受度确实是越来越高，不过目前大部分消费者对动力电池的知识仍然知之甚少。所以，今天我们就来聊聊动力电池的那些事，了解一下它们的分类以及各自的特点。
● 动力电池（蓄电池）的结构组成
目前市面上的纯电动车型几乎都用蓄电池作为动力电池，因此我们不妨对蓄电池的结构进行解析。动力电池是由数个电池单体、CSC信息集系统、电池管理控制单元（BMU）、电池高压分配单元、冷却系统等组成。
电池单体是构成蓄电池的最小单元，由正极、负极、有机电解液等组成。而电池模组是由数个电池单体并联在一起，通过将数个电池组串联在一起组成一个电池单元，再将由数个电池单元串联在一起，就能构成动力电池的总成。
而目前市面上的动力电池装车量主要由三元锂电池和磷酸铁锂电池提供，所以下面我们来重点讲解这两种类型的动力电池。
● 什么是三元锂电池
三元锂电池，又称三元聚合物电池，这种锂电池是指正极材料使用镍钴锰或者镍钴铝三元正极材料的锂离子电池。
以最新的动力电池装车量数据来看，2019年1-11月，三元电池累计装车量占总装车量的68.1%，拥有最高的市场份额。
而三元锂电池之所以受到众多车企的青睐，主要是得益于三元锂电池的能量密度较高，能量密度越大，就意味着动力电池的单位体积或重量内存储的电量越多。
一般来说，电池的能量密度越高，纯电动车的续航能力就越高，因此对于追求极力追求长续航里程的新能源车企来说，三元锂电池的续航优势非常有吸引力。
同时，三元锂电池在抗低温性能上也有一定的优势，在同样的低温条件下，相比其它类型的电池，三元锂电池的冬季电量衰减更小，更适合寒冬的北方地区。
而三元锂电池的缺点是稳定性较差，当温度达到250-350℃时容易热失控，在快速充电过程中存在较高的自燃风险，因此三元锂电池对散热性能的要求很苛刻，这对于BMS电池管理系统也有更高的技术要求。
● 什么是磷酸铁锂电池
磷酸铁锂电池是用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，它的最大优势是安全性高。目前磷酸铁锂电池的热稳定性是最好的，热失控温度普遍在500度以上，电池自燃的风险很低。
其次，磷酸铁锂电池的循环寿命也比较长，充放电循环次数大于3500次后才会开始衰减，相当于可以用10年之久。除此之外， 磷酸铁锂电池的价格也有一定优势。
不过，由于磷酸铁锂电池的能量密度不如三元锂电池高，目前前者的能量密度平均为130-140Wh/kg，三元锂电池平均为160Wh/kg，因此在续航方面很难与三元锂电池相提并论，这也是为什么用磷酸铁锂电池的纯电动车少的原因。
但随着新能源补贴退坡，甚至补贴全面取消，凭借着价格优势，磷酸铁锂电池或将重新崛起，而在2019年1-11月磷酸铁锂电池累计装车量占总装车量29.5%。
● 什么是氢燃料电池
相比蓄电池，目前十分小众的氢燃料电池是真正意义上“零排放”的清洁能源，它将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。
基本原理就是电解水的逆反应，把氢和氧分别供给阴极和阳极，氢通过阴极向外扩散和电解质发生反应后，放出电子通过外部的负载到达阳极，只会产生水和热。
可以说，氢燃料电池的优势不仅仅体现在电池能量转换效率高，而且无污染、无噪声。而从长远的角度来看，氢燃料电池必将是未来动力电池行业的一个重点发展方向。
好比说，最近现代汽车就公布了一个“2025战略”，除了要扩大纯电动车销量，氢燃料电动车也在其销量规划中。此外，像丰田、本田等知名车企也在积极推动氢燃料电池技术的发展。
但现阶段而言，氢燃料电动车的许多问题仍然得不到有效解决，最主要的原因是氢气储存不便，同时目前的造价成本也过高。
● 总结：
目前这几种动力电池都有各自的优势和劣势，现阶段来看，在充电体验不够愉悦的情况下，续航里程依然是电池最关键的一个性能指标，
因此三元锂电池还将是纯电动车市场的主流应用。最后再问一句，那些购买了纯电动汽车的消费者们，您们知道自己的电动车用了哪种类型的动力电池吗？
电动汽车的未来：充电十五分钟，
电动汽车对动力电池的要求有：
1、大功率充放电能力：质量比功率和体积比功率是衡量蓄电池快速充放电能力的指标，相对、于比能量要求，混合动力汽车对比功率要求更高。
2、充放电效率：动力电池中能量的循环必须经过充电-放电-充电的循环，高的充放电效率对保证整车效率具有至关重要的作用。
3、相对稳定性：动力电池应当在快速充放电和充放电过程变工况的条件下保持性能的相对稳定，使其在动力系统使用条件下能达到足够的充放电循环次数。
主要指标：
1、质量比功率（W/kg）：
电池的质量比功率代表每千克质量的电池能提供的功率。它的大小决定电池所能输出的最大功率，标志着汽车的加速性能和最高车速，对电动汽车的动力性能等有直接影响。在混合动力汽车中，电池的比功率是最关键的因素，因为电池的电耗尽后可以在内燃机工况下重新进行充电。
2、质量比能量（Wh/kg）：
标志着纯电动模式下的续驶能力。
3、循环次数：
动力电池的工作是一个不断充电-放电-充电-放电的循环过程，每充电和放电一次，动力电池中的化学物质就要发生一次可逆性的化学反应。
随着充电和放电次数的增加，动力电池中的化学活性物质会发生老化，逐渐削弱其化学功能，降低动力电池的充电和放电的效率，最后部分或完全丧失其充电和放电功能。动力电池的工作循环次数是衡量动力电池寿命的重要指标，对动力电池的使用有直接影响。
4、成本：
电池的成本与电池的新技术含量、材料、制作方法和生产规模有关，目前新开发的高比功率的动力电池成本较高。
如何评价电动汽车新电池技术
电动汽车的未来：充电十五分钟，能跑1300公里
告别续航里程和充电焦虑。
保时捷的电池技术工程师预测，从中期来看，电池技术将得到改进，在不久的将来，充电时间不到15分钟的800英里（1300公里）电动汽车可能成为现实。
正如最初发表在《保时捷工程杂志》的那样，保时捷工程公司的专家们谈到了当前和下一代电池技术，以及像Taycan(|配置|询价)和Macan车型这样的电动汽车在未来几代的发展方向。
保时捷工程师解释了为什么锂电池是目前电池技术的黄金标准，以及它的缺陷，特别是从安全的角度来看。一个有趣的观察是阳极优化，特别是使用硅而不是石墨，这是目前的标准。明斯特大学MEET电池研究中心的商业和技术总监Falko Schacher博士表示，硅阳极可以将电池容量提高10倍，充电时间不到15分钟。
问题是，当硅吸收锂时，它会膨胀300%，这可能会损坏电极，缩短电池寿命。
但最大的突破将来自固态电池。通过使用固体电解质基质代替放置在分离器中的液体电解质，这些电池不仅更轻，而且更紧凑。缺乏液体会使它们更稳定，减少火灾危险。保时捷工程公司电池专业工程师Stefanie Edelberg博士解释说：“固体电池的是，经典的分离器将完全被一层薄薄的固体电解质所取代。”“然后固体电解质既是电解质又是分离器。”
据报道，这项技术可以将能量密度提高50%，并大大缩短充电时间。根据Schacher的说法，锂基固态电池(SSB)被视为“锂离子电池的重要替代品”。
虽然许多品牌都在研究固态电池，宝马也希望在今年晚些时候测试原型车，但关于固态电池何时可能成为现实，目前还没有明确的答案。然而，保时捷仍然认为电池技术很快就会得到迅速改进。
赫尔姆霍兹研究所(HIU)主任、卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)储能系统研究部门负责人Maximilian Fichtner教授说：“从中期来看，我们可以期待新的阳极化学和电池致密包装的结合，使汽车续航里程达到1300公里（800英里）”。
Schacher不愿给出确切的数字，但他预计，射程有可能增加30-50%。和其他人一样，他也预计快速充电速度将会提高。
Cellforce集团的首席运营官Markus Graf表示:“在今天的Taycan车型中，从5%到80%的充电时间可以达到22.5分钟。以硅作为负极材料，在中期可以达到小于15分钟的值，在长期内可以显著降低。”
这将需要新的充电器，然而，具有主动冷却功能的充电器能够在充电站和汽车之间可靠地传导电力，特别是在充电速率超过500千瓦的情况下。这可能会发生在液冷充电电缆上，特斯拉已经表示将在其增压器网络上使用这项技术。
电动汽车并非没有缺陷，但别忘了，电池技术还处于相对起步阶段，一些重大突破可能会在很大程度上改变公众的看法。
如何评价电动汽车新电池技术
优势：
1.丰富：相比于锂等其他电池技术，钠在地球上分布更为广泛，更加丰富，因此更加容易获取。
2.成本较低：由于钠的价格相对较低，因此钠电池的制造成本相对较低，使得其在大规模应用方面更有优势。
3.高能量密度：钠电池的能量密度相对较高，可以实现比较长的续航里程，因此可以满足电动汽车等应用对于高能量密度的需求。
4.安全性高：相比于锂电池，钠电池的化学反应相对较为稳定，因此具有更高的安全性。
挑战：
1.技术成熟度低：钠电池技术目前仍处于研究和开发阶段，与锂电池等成熟技术相比，其技术成熟度仍有较大差距。
2.充放电效率低：钠电池的充放电效率相对较低，可能需要更长时间的充电和更频繁的充电，从而影响其在实际应用中的可用性。
3.体积较大：钠电池的电解质和电极相对较大，因此钠电池的体积相对较大，可能会对电池的应用造成一定的限制。
综上所述，钠电池技术具有一定的优势和挑战，在未来的发展中需要进一步解决技术瓶颈，提高钠电池的性能和可靠性，以满足电动汽车等领域对于高能量密度、低成本、高安全性的需求。
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