三元什麼意思

日前，豐田對外表示，將於2021年首次對外展示固態電池技術，並且將於2025年正式量產搭載固態電池的汽車。與此同時，豐田也對外公佈了一項測試資料：其研發的固態電池充電10分鐘續航即可達到500公里，並且豐田還表示希望該電池使用30年之後依然能保持90%以上的效能。

看到這裡，你是不是也納悶固態電池究竟是何方神聖，比起現在主流的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池，豐田的固態電池到底有什麼優勢？

先回答第一個問題：固態電池究竟是何方神聖？

固態電池大多數時候指的是固態鋰電池。我們都知道傳統鋰電池，是由正極、隔膜、負極，再灌上電解液製造而成，而固態鋰電池，簡單來說就是電池裡面沒有氣體、液體，所有材料都以固態形式存在，用固態電解質代替隔膜和電解液。

據悉，目前有三種主流固態電解質，聚合物、氧化物、硫化物。而豐田所走的技術路線採用的固態電解質便是硫化物，這種固態電解質各項引數都不錯，電導率較高，接近電解質，而且介面較為穩定。豐田在這條技術路線上積累了很多專利。

換上固態電解質後，鋰離子電池的適用材料體系也會發生改變，其中最關鍵的就是可以不用嵌鋰的石墨負極，而是直接使用金屬鋰來做負極，這樣可以明顯減輕負極材料的用量，金屬鋰具有高達3860 mA·h/g 的理論比容量及3。04 V的超負電極電勢，是高比能電池的理想負極。

再來看第二個問題：比起現在主流的三元鋰電池、磷酸鐵鋰電池，豐田的固態電池到底有什麼優勢？

第一，能量密度更高。

大多數朋友之所以不願意買電動車，就是因為擔心電池續航、充電、壽命和安全問題。

電池的續航能力，由電池的能量密度直接決定。這也是當下大多數車企都採用三元鋰電池的原因，儘管磷酸鐵鋰電池比三元鋰電池電池具有更好的安全性和更長的壽命，但是能量密度卻遠遠不及三元鋰電池，即便是比亞迪的刀片電池目前量產能達到的能量密度也僅為140Wh/kg，體積能量密度達到230Wh/L。

目前量產電動車使用的動力電池中能量密度最高是特斯拉使用的21700 NCA三元鋰電池，電芯的能量密度高達260Wh/kg，它的鎳鈷鋁比例為8：1。5：0。5，屬於\“高鎳電池\”。而業內普遍認為三元鋰電池的能量密度能夠達到300Wh/kg就到頭了。

而固態電池由於材料體系的不同，其能量密度剛起步就達到了三元鋰電池的2倍以上，當前者能量密度在300Wh/kg掙扎時，固態電池的能量密度能夠輕鬆突破400Wh/kg。

第二，安全性更高。

相信有許多朋友在看到現在各種造型前衛的純電動車時，也有過心動的念頭，不過最後卻被那一次次觸目驚心的起火事故嚇退了。這確實是傳統鋰電池的短板，遭到磕碰或是隔膜質量不佳、過度充電等原因，都有可能導致正負極直接接觸，短路後能量瞬間釋放就會起火，據統計2019年新能源汽車自燃事故中，約86%採用的是三元鋰電池。

而固態電池採用的固態電解質，具有不可燃、無腐蝕、不揮發、也不存在漏液的特點，傳統鋰電面臨的各種安全問題，固態鋰電池都不存在。據說，即使在高溫下，也不會著火，而且就算把固態電池捅個千瘡百孔，它仍然可以工作。因而固態鋰電池的安全性更高。

第三，充電速度更快。

對於電動車目前所用的電池，大多數還是三元鋰電池，像是如今電動車的老大特斯拉便是用的這個。然而儘管特斯拉在電動車市場非常牛，不過它的充電時間還是無法與固態電池相比，這也是特斯拉一直的困擾。要知道的是，固態電池所需要的充電時間只要十分鐘，與市面上快充半小時才能達到80%相比，固態電池技術才是被廣泛認為是未來電池技術的主要發展方向，也是純電動車型的主要轉折點。

第四，迴圈壽命會更長。

電池容易老化、不耐用，也是限制我們購買電動車一個原因。而固態電解質可以避免液態電解質在充放電過程中持續形成和生長鋰枝晶刺穿隔膜問題，可以大大提升金屬鋰電池的迴圈性和使用壽命。豐田表示，未來將做到電池在使用30年以上仍可保持90%以上的初始效能。這可不是吹牛，透過技術完全可以實現。

小編語

固態鋰電池確實有一大籮筐優點，然而最大的短板就是成本高。由於目前固態電池生產還未建立上下游產業鏈，據說使用現有技術製造足以為智慧手機供電的固態電池，其成本會高達6萬元，更別說為汽車供電的固態電池成本了。